measure BMSEED 微電極陣列細胞外電信號記錄系統

一、廠家歷史與專業背景

BMSEED LLC成立于2012年，總部位于美國亞利桑那州，是一家專注于將生物力學、電生理學與成像技術整合于體外研究平臺的生物醫學儀器公司。公司創始人Oliver Graudejus博士在普林斯頓大學從事柔性電子器件研究期間，開發了可拉伸微電極陣列的核心技術，隨后成立公司推動商業化。

BMSEED的核心技術——可拉伸微電極陣列——源自普林斯頓大學的專Li技術，由BMSEED獲得DU家商業化許可。公司自2014年以來持續獲得美國國立衛生研究院（NIH）國家神經疾病與卒中研究所的資助支持，用于MEASSuRE技術的商業化開發。NIH項目文件明確指出，該技術旨在“彌合體外與體內研究之間的差距”，通過在體外受控環境中模擬體內細胞的生物力學和電生理環境。

二、BMSEED 微電極陣列細胞外電信號記錄系統，系統功能特性

系統定位：MEASSuRE（Micro-Electrode Array Stretching, Stimulating and Recording Equipment）是一個將力學拉伸、細胞外電信號記錄/刺激和實時成像三種功能集成于單一平臺的體外研究系統。系統旨在解決體外實驗的一個長期弱點——分離培養的原代細胞通常與生物體內的相應細胞差異較大，限制了體外數據預測體內行為的價值。

核心技術——可拉伸微電極陣列（sMEA）：sMEA以彈性硅膠為基底，嵌入可拉伸的微電極，直接接觸細胞或組織培養物。與傳統剛性玻璃MEA不同，sMEA可在細胞被拉伸時隨組織一同變形，保持與細胞同一位置的持續電學接觸。電極在拉伸過程中隨組織移動，拉伸結束后可從與拉伸前相同的位置記錄神經活動。

系統三大模塊：

兩種力學環境模擬：

• 生理性拉伸：細胞在健康限度內拉伸，用于組織工程、器官芯片、再生醫學研究

• 病理性拉伸：細胞超過健康限度，用于TBI、SCI創傷模型研究，模擬腦組織和脊髓組織變形導致的神經電生理改變

核心記錄能力：系統支持在拉伸前記錄基線電活動、拉伸過程中持續記錄、以及拉伸后從同一位置記錄損傷響應。這種“同一位置對照記錄”能力是傳統剛性MEA無法實現的功能。

三、BMSEED 微電極陣列細胞外電信號記錄系統，用途

MEASSuRE細胞外電信號記錄系統的主要應用領域包括：

根據NIH項目文件，系統已在三個獨立實驗室完成應用驗證：（1）TBI細胞培養研究（在哥倫比亞大學Morrison神經創傷與修復實驗室完成，與行業標準進行對照比較）、（2）再生醫學心肌細胞應用、（3）SCI組織切片研究。Phase II項目結束時，MEASSuRE系統已驗證可用于再生醫學、TBI和SCI研究應用，并已準備好進入市場。

四、參數性能

系統關鍵性能參數：

可拉伸微電極陣列（sMEA）特性：電極嵌入彈性基質中，可在細胞/組織拉伸時隨其變形，實現拉伸前后同一位置的信號記錄。接口板支持與MEASSuRE系統的電連接，每個pogo pin可獨立控制以施加電刺激或記錄電信號響應。

五、產品歷史與技術成熟度

技術溯源：sMEA技術基于普林斯頓大學專Li，由BMSEED獨JIA商業化許可。2014年，BMSEED獲得NIH Phase I SBIR資助，目標為開發sMEA的商業化制造工藝。2018年，BMSEED在德國羅伊特林根舉行的第11屆國際微電極陣列會議（MEA Meeting）上正式公開介紹MEASSuRE系統能力。

產品開發歷程：

• Phase I：開發sMEA商業化制造工藝

• Phase II：將sMEA與所需硬件集成，開發完整的MEASSuRE系統，包括工程原型開發與臺架測試、TBI應用驗證（哥倫比亞大學）、三個獨立實驗室的產品原型測試

技術成熟度標志：NIH項目文件明確指出，Phase II結束時“MEASSuRE will be ready for the marketplace”。系統被描述為“通過模擬體內細胞的生物力學和電生理環境”彌合了體外與體內研究之間的差距。

六、專Li與創新性

BMSEED已獲得多項美國專Li授權：

“軟性可拉伸微電極陣列（sMEA）與3D口袋和微流控通道”（US12533673B2）：在彈性可拉伸微電極陣列中集成三維培養口袋，口袋內襯可拉伸微電極，可物理包裹類器官，實現對類器官大部分表面積的電信號記錄。專Li描述中提到，通過力學拉伸與電刺激的組合以及圖像記錄，可以評估細胞的健康狀態和成熟度。

外周神經接口裝置（US12343544B2）：微夾持式外周神經接口，用于小神經的長期穩定電生理接口。

核心創新點：

• 技術路徑：將力學、電學、光學三種交互模式集成于單一平臺，解決了傳統剛性MEA無法隨組織變形的根本局限

• 同一位置對照記錄：彈性電極隨組織變形，可在拉伸前后從同一位置記錄信號，實現數據的直接歸一化對比

• 高應變率能力：支持最高100/s的應變率，覆蓋從生理拉伸到嚴重病理損傷的完整范圍

• 3D類器官接口：已獲專Li的3D口袋技術，可記錄類器官大部分表面積的電信號