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MIT:一張晶元代替十種人體組織細胞,say拜拜啦小白鼠

MIT:通過微流體通道連接的人體組織樣品可以模擬多個器官的相互作用

Organ-on-a-Chip 以微流體和晶元技術為基礎,更確切地說是晶元模擬人體器官系統(Organ-on-a-chip systems),也稱為器官晶元(Organs-on-chips),是一種利用微加工技術,在微流控晶元上製造出能夠模擬人類器官的主要功能的仿生系統。

除了具有微流控技術微型化、集成化、低消耗的特點外,器官晶元技術能夠精確地控制多個系統參數,如化學濃度梯度、流體剪切力、以及構建細胞圖形化培養、組織-組織界面與器官-器官相互作用等,從而模擬人體器官的複雜結構、微環境和生理學功能。 目前已開發了許多晶元,如肺功能晶元、腦晶元、消化器系統晶元、骨髓晶元、骨晶元、神經系統晶元等。

一種常規微流控晶元肺的結構

據最新報道,來自麻省理工學院的工程師開發出一種更新的技術,可以用來評估新葯,在進行人體臨床實驗之前檢測藥物可能的副作用。

這種晶元結合了來自10種不同器官的細胞--肝臟,肺臟,腸道,子宮內膜,腦,心臟,胰腺,腎臟,皮膚和骨骼肌,使用這種平台,研究人員可以一次性精確地模擬人體器官長時間相互作用的過程,測量藥物對身體不同部位的影響。

新葯研發時,研究人員根據他們對疾病生物學的了解確定藥物靶點,然後製造影響這些靶點的化合物。而動物臨床前測試可以在人體測試開始前提供有關藥物安全性和有效性的信息,但這些測試可能不會顯示出潛在的副作用。此外,在動物中工作的藥物通常在人體試驗中失敗。

2012年,美國國立衛生研究中心(NIH)、FDA和美國國防部高級研究計劃局(DARPA)聯合發起「organs-on-chips」挑戰項目,旨在開發出一套模擬人體器官的晶元,用於食物、藥品安全檢測,投入資金為7500萬美元。

另外,個體患者之間的差異也很關鍵,包括他們的遺傳背景,環境影響,生活方式以及他們可能服用的其他藥物。

在這個項目之前,沒有人成功地在一個平台上連接超過幾種不同的組織類型。此外,大多數研究這種晶元的研究人員都是研究封閉的微流體系統,研究者不能了解、操縱晶元內發生的事件,且需要外部泵。

麻省理工學院的團隊創建的是一個開放的系統,它基本上移除了蓋子,使得操作系統和移除樣品進行分析變得更加容易。他們的系統採用了幾種機載泵,可以控制「器官」之間的液體流動,通過複製血液循環,免疫細胞和蛋白質人類的身體。泵還允許評估更大的工程組織,例如器官內的腫瘤。

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回復文字:果然科學,看一篇好玩的科普文。

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