在美国哈佛大学一间实验室的四楼， 费因伯格（ A d a mFeinberg）正借助一个低倍显微镜，用一把手术刀从一块薄薄的聚合体上切出一个个三角体和矩形体。各个三角体和矩形体上都覆盖着一层单个细胞厚度的心脏组织，肉眼无法看到。费因伯格将盛有三角体和矩形体的有盖培养皿连接到一个心脏起搏器上。这时里面的组织便开始有节奏地收缩，那些三角体和矩形体也开始活动起来了。一会儿扭曲，一会夹紧，有的甚至在溶液中游动起来。
这些“肌肉薄膜”只有几毫米长、30微米厚，乍一看像是一条条在泥坑中扭动的小虫子。该实验室主管兼生物医学工程教授帕克（Kevin Kit Parker）开玩笑地说，将来退休了，干脆回南方老家，开个饵食店，把它们当做可订制的饵食来售卖。
但该实验具有绝对的严肃性。将来，这一块块抽动着的组织可能会用在植入体内的微小机器人器件上，充当致动器。肌肉细胞可以由体内的血糖来补给能量，并借助维持心脏跳动的修复原理来维持生命。帕克表示，这种上面覆盖着肌肉的薄膜还可令心脏病患者的受损组织再生，但这类应用尚待时日。短期内，这种器件可用于帮助研究人员监视实验药物如何改变心脏肌肉的行为。
印出新组织
这并非研究人员首次在培养皿中培养出可以跳动的心脏肌肉。但帕克及帕克实验室博士后研究员费因伯格发现了一套方法，它能创建出与天然心脏组织收缩力量相同的组织，从而使心脏更有力地跳动。
制造这种器件时，我们先要采用哈佛大学化学家们开发的生物印刷技术，借助显微镜将蛋白质放在各种生物表体上。帕克和费因伯格用这种方法将心脏细胞精密地融入到各工作组织中。
操作过程没什么特别的。在无菌实验室的排风柜内，费因伯格把几大块透明的硅印章放进有盖培养皿中。这几块硅印章是印模，上面有细微线条组成的阵列图案。图案的制做采用类似生产微芯片的技术，将印模压制到蚀刻的硅晶片上。费因伯格在每个印模上注入一种透明的“墨”，当中含一种称为“纤维粘连蛋白”（Fibronectin）的普通蛋白质。印模变干后，便形成了一层薄蛋白。费因伯格用镊子夹着印模，将它压到一个圆形的硅涂层玻璃盖片上，把培养出来、用显微镜才能看见的蛋白图案转移到硅膜上。
蛋白图案印好后，费因伯格将盖片浸入一种仍在发育的鼠心脏幼细胞溶液中。细胞开始附在纤维粘连蛋白上，形成有序线条。然后，费因伯格将细胞和仍浸在溶液中的蛋白图案盖片放入设定为体温的培养器中。之后几天中，纤维粘连蛋白线条引导着细胞的形成和进一步发育。在细胞的引导下，长形的纤维状可收缩个体开始形成，与蛋白线条并行排列。如果它们不这么排列，细胞收缩时就不向同一个方向牵引，而是相互厮杀。这些排列好的细胞全部都沿同一轴向收缩，跟天然心脏组织非常类似。
费因伯格从培养器中取出新长成的组织时，新组织及印有新组织的硅膜就被刚性玻璃盖片固定住了。但冷却后，把硅固定在玻璃上的热敏胶开始溶解。费因伯格须在几分钟内切好相应形状，之后硅和组织便自由漂浮起来。完成这项步骤之后，心脏组织便可以收缩，而心脏组织附着的膜也开始弯曲和扭动。
目前，费因伯格已初步制成了泵、可扭动的致动器、钳子，以及分别可以在在有盖培养皿底部漂浮和移动的两个器件。沿着细胞线条把切成把薄膜切成长矩形条，每次收缩时，它就会卷曲起来。而另一个与细胞切成斜角的矩形条则盘绕成螺旋体。一个三角体薄膜的狭小“尾巴”可以推动它穿过溶液。这些器件的动作可以利用起搏器控制，与天然心脏的行为类似。费因伯格将电导线挂到盛着器件的小平皿中。一阵阵低压电流穿过溶液，指挥肌肉收缩。
药物作用下的肌肉

要测量药物对心脏组织的疗效，其中一种实际的方法就是测出治疗组织的收缩力有多大。因此，短期内可能最实用的器件也是一种最简单的器件，就是伴随每次电脉冲而略显弯曲的组织构成的矩形体。这些器件可用来筛选对心脏有疗效的药物，还可以鉴别出对心脏可能产生副作用的药物。
由于硅的机械特性我们已十分清楚，因此，我们可以先测出矩形体的弯曲度，然后再准确地测出心脏组织产生的力量。若观察到细胞产生的力量有了变化，说明药物在发挥作用。帕克构思了一种小槽测试系统，每个小槽内都含有一些条型的硅和心脏肌肉。这个系统可用来测量不同化合物或浓度不同的同一化合物对心脏组织机能的疗效。该系
统甚至还可以实现自动化。费因伯格已开发出了分析条形体影像、计算组织施力大小的软件。
迄今，科研人员使用的还只是鼠细胞。最终，他们仍希望用人类细胞造出筛选的工具，其方法可能是先培养出干细胞，然后再耐心培育成心脏细胞。他们还希望用肌肉细胞造出进入血管的类似系统，以测试治疗高血压等药物的疗效。如果用于其他领域，该器件的大小就必须调整，例如，大的用于可植入机器人，小的则用于帮助修补心脏。
最终，本技术还必须简洁，这样就能适应一系列的应用范围。正如帕克所说：“我们将简化这一技术，使之易学、易用，并能在诊所内轻易地配置。

布里斯是《科技商机》纳米技术及材料科学编辑。