“器官上的单芯片’ 可能加速疾病治疗搜索

研究人员已经开发出一种三维 “器官上的单芯片,” 这使得细胞的实时连续监控, 并且可以用于开发新的治疗方法的疾病，同时降低在研究中使用动物的数量.

装置, 其结合了来自通过天然组织结构启发软海绵状材料制成的3-d晶体管在细胞内, 让科学家们研究的新途径细胞和组织的能力. 通过使细胞在三维空间中成长, 该装置更精确地模拟的细胞生长在体内的方式.

照片: 剑桥大学

研究人员, 由剑桥大学领导, 说他们的设备可以进行修改来产生多种类型的器官 - 肝脏上的单芯片或心脏上的单芯片, 例如，最终导致身体这将模拟芯片上处理不同如何影响人体作为一个整体.

其 结果 据报道在杂志 科学进展.

传统, 生物学研究人 (现在仍然是) 在培养皿中进行, 其中特定类型的细胞的生长在一个平面上. 虽然许多50年代以来取得的医学进步, 包括脊髓灰质炎疫苗, 起源于培养皿, 这些二维环境不准确地表示人细胞的天然三维环境, 并可能导致在临床试验误导性的药品信息和失败.

“二维细胞模型已经担任了科学界以及, 但我们现在需要移动到三维细胞模型，以开发下一代疗法,”罗伊辛欧文斯说, 从化学工程和生物技术的剑桥系, 该研究的高级作者.

“三维细胞培养可以帮助我们寻找新的治疗方法，并知道要避免哪些，如果我们能够准确地监测他们,“说着Charalampos Pitsalidis, 在化学工程系的博士后研究员 & 生物技术, 该研究的第一作者.

现在, 3-d的细胞和组织培养是生物医学研究的一个新兴领域, 使科学家能够研究人体器官和组织的方式生理学还没有以前是不可能的. 然而, 而可以产生这些3-d培养, 技术，准确评估实时它们的功能没有得到很好的开发.

“大多数在我们的身体细胞的通过电信号彼此通信, 所以为了监视在实验室细胞培养, 我们需要的电极接触到它们的,”欧文斯说. “然而, 电极是相当笨重，难以附着的细胞培养, 所以我们决定把它的头整个事情，并把细胞中的电极内部“。

装置, 其中欧文和她的同事, 是基于开发 “脚手架” 导电聚合物海绵, 配置到电化学晶体管. 将细胞在支架内生长，然后整个装置被置于一个塑料管，其中用于细胞所需的营养物质可以流内. 使用软的, 海绵电极代替传统的刚性金属电极为细胞提供了更自然的环境，并且向关键器官的上芯片技术的成功在预测的器官的不同刺激的反应.

在芯片上需要的设备，以便被完全拆开其他器官来监视细胞的功能, 但由于剑桥为首的设计允许实时连续监测, 有可能开展对各种疾病和潜在治疗的效果的长期实验.

“有了这个系统, 我们可以监控组织的生长, 其响应外部药物或毒素的健康,” Pitsalidis说. “除了毒理学试验, 我们还可以诱发某种疾病在组织, 并研究参与该疾病的关键机制或探索合适的治疗方法。”

研究人员计划在自己的设备开发 “肠上的单芯片” 并将其附加到 “脑上的单芯片” 作为 IMBIBE 项目的一部分，为了研究肠道微生物组与大脑功能之间的关系.

资源: www.laboratoryequipment.com, 由剑桥大学