國立台灣大學醫學工程研究所/陳啟瑞

近年來，對於結合電子及生物系統，刺激神經元細胞或搜集神經元所發出之訊號之神經元晶片，已引起廣泛的注意。主要係由於神經元晶片在醫藥及生醫等領域之潛在應用，如：該神經元晶片可發展為一用來提供製藥工業作為一種先進的藥物篩檢方式，以便能快速找出有研究前景之藥物；或是將細胞與矽電路結合，創造出精密之神經元義肢，以治療神經元的異常；亦或是發展出有機電腦等。由神經元晶片發展之技術觀點來看，提供細胞緊密貼附於合適晶片表面係為開發神經元晶片之一首要條件，目前用於神經元系統之晶片，大多數係使用以矽基材為主之裝置。然而，矽對於神經元之生物相容性很低，為促進細胞貼附、生長及維持細胞之殘存率，常會於矽晶片之表面塗佈生物活性分子，如：聚離胺酸、膠原蛋白、纖維黏連蛋白（fibronectin）、層黏連蛋白（laminin）等。但是，此類之生物活性分子一般係以物理性吸附方式塗佈於矽基材之表面，塗佈之生物活性分子於晶片之清洗步驟中極易脫落，即其並非為一永久性之修飾。一般矽晶片表面最常塗佈之生物活性分子為聚離胺酸，隨著時間的增長，以物理性吸附於矽晶片表面之聚離胺酸可能會逐漸產生脫附或是斷鍊的現象。部分研究報告中指出，當聚離胺酸之游離部份濃度過高時，會造成細胞毒性的現象產生。
為了解決上述問題，有必要提供一種新的細胞培養基材，無需塗佈聚離胺酸即能促進細胞之貼附生長，以改進聚離胺酸游離時對細胞所產生的毒性問題。
本發明之主要目的在於提供一種細胞培養晶片，該細胞培養晶片之表面無須塗佈聚離胺酸等生物活性分子，即能提供所欲培養之細胞與該晶片之細胞貼附層間良好之附著效果，並可進一步促使該細胞生長及分化。
本發明之另ㄧ目的在於提供一種細胞培養方法，可有效率地培養細胞，降低所欲培養細胞之死亡率。
本發明之再ㄧ目的在於提供一種結合前述細胞培養晶片之類神經網路晶片，可用以刺激或接收來自於培養基中之神經元細胞之電子訊號，建立與活體細胞的直接信息聯繫，以研究大腦功能與神經訊號之傳播。