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其大致方法是將心臟細胞放置在石墨烯中生長，由于石墨烯可以將光轉化為電能，這是一種比傳統(tǒng)塑料或玻璃實驗室更加真實的環(huán)境。研究人員發(fā)現(xiàn)，該方法可用于多種研究和臨床應用，包括測試治療藥物，開發(fā)更精確且用于減少全身效應的特定用途藥物，并創(chuàng)造更好的醫(yī)療設備，如光控心臟起搏器。

石墨烯是一種半金屬，具有碳原子的網(wǎng)格，這是構成所有生物體基礎的相同元素。它能夠有效地將光轉換為電能，而玻璃和塑料則是絕緣體并且不導電。據(jù)研究人員稱，大多數(shù)生物學研究都依賴于個體細胞或細胞培養(yǎng)物在塑料或玻璃培養(yǎng)皿和培養(yǎng)皿中生長。研究人員注意到，當細胞在石墨烯上生長時，它可以比在其他任何材料上生長得更好，并且更像是體內(nèi)細胞。

研究人員通過稱為誘導多能干細胞（iPSC）的中間細胞類型從捐贈的皮膚細胞中產(chǎn)生心臟細胞。然后研究人員可以在石墨烯表面上生長iPSC衍生的心臟細胞。

然而，首先必須找到最好的光源以及將光傳遞到石墨烯 - 細胞系統(tǒng)的方法。團隊最終想出了如何通過改變光的強度來精確控制石墨烯產(chǎn)生的電量。通過進一步測試該方法，他們發(fā)現(xiàn)了可以利用光和分散的石墨烯控制斑馬魚胚胎的心臟活動。

通常情況下，如果生物學中引入一種新材料，就會發(fā)現(xiàn)在這個過程中會發(fā)現(xiàn)一定數(shù)量的細胞死亡。據(jù)研究人員稱，石墨烯/光系統(tǒng)有可能用于許多醫(yī)療應用。例如，研究人員可以通過在石墨烯中生長的心臟細胞上測試藥物來使用該方法進行藥物篩選。研究人員通過向心臟細胞中加入美西律（一種治療不規(guī)則心跳的藥物）來測試藥物篩查。由于已知藥物在心率增加時有效，研究人員用不同的強度照射石墨烯上的心臟細胞，看看美西律的效果如何。每當心臟細胞跳動得更快時，美西律就會抑制它們。

研究人員目前正專注于心臟細胞和神經(jīng)元的研究，他們希望能進一步開發(fā)該系統(tǒng)，以測試殺死癌細胞和單獨留下健康細胞的藥物。他們還希望使用石墨烯來尋找替代品，就目前的進展來看，受光控制的石墨烯起搏器可能比目前的起搏器模型更安全有效。