在心肌组织工程中,心肌细胞、组织的体外功能化培养已成为组织工程的核心,也是形成组织工程产业的必要技术基础。为了实现心肌细胞、组织的体外培养,需要提供与体内心肌细胞生长环境类似的刺激条件,并且为了表征其生理特性,需要采集相应的生理信号。本论文成功构建了可对心肌细胞施加平行电场的电刺激体系,输入数字化的电信号,用于SD大鼠的长期培养,实现了电刺激对心肌细胞成熟的促进作用;设计并开发了一套心肌细胞动态视频分析软件,应用于心肌细胞的宏观搏动情况评估中,实验表征心肌细胞的搏动方向、速率和和搏动区域;在此基础上,设计并制作了一个集成微流控灌流培养、细胞电刺激和电信号采集等功能的复合芯片系统,并且采用双电极体系与微电极阵列复合的设计,将该芯片系统应用于大鼠心肌细胞的灌流培养和胞外电信号检测,对芯片中培养的心肌细胞原位施加电刺激后,成功观察到其胞外电信号波形发生了改变。本论文开发的多套应用于心肌细胞的电刺激和生理信号采集体系,为以后进一步的心脏芯片构建和药物筛选等研究提供了基础。