動脈類器官芯片微流控

來源: 發(fā)布時間:2022-02-22

器官芯片技術(shù)被提出來模擬心血管系統(tǒng)的動態(tài)條件,特別是心臟和一般血管系統(tǒng)。這些系統(tǒng)特別注意模仿結(jié)構(gòu)組織、剪切應(yīng)力、跨壁壓力、機(jī)械拉伸和電刺激。心臟和血管芯片平臺已經(jīng)成功生成,用于研究各種生理現(xiàn)象、疾病模型和探索藥物的作用。器官芯片在生理、機(jī)械和結(jié)構(gòu)上與模擬器guan相似的支架上容納活ti人體細(xì)胞。藥物或病毒通過模擬體內(nèi)血液流動的管子通過細(xì)胞。測試中使用的活細(xì)胞在芯片上的壽命比傳統(tǒng)實驗室方法長得多,并且與傳統(tǒng)使用的模型系統(tǒng)相比,需要更低的感ran劑量。目前使用的主要器官芯片上的官包括心臟、腎臟和肺方向。動脈類器官芯片微流控

動脈類器官芯片微流控,器官芯片

我們所有的微生理(MPS)耗材板與CNBioInnovations開發(fā)的PhysioMimix桌面型器官芯片系統(tǒng)配套使用。MPS耗材板的每個孔都是隔離的液流系統(tǒng),可用于同時進(jìn)行多個平行的實驗。PhysioMimix器官芯片允許科學(xué)家在整個實驗過程中取樣進(jìn)行分析,提供數(shù)據(jù)和實驗進(jìn)度的實時監(jiān)控。監(jiān)測包括生物標(biāo)記物分析、細(xì)胞形態(tài)可視化成像、細(xì)胞遷移和蛋白質(zhì)標(biāo)記物定位;但重要的是,實驗可以繼續(xù)進(jìn)行。PhysioMimix器官芯片支持使用微流體將兩個或多個組織系統(tǒng)連接起來的使用案例。這類實驗提供了非常有價值的數(shù)據(jù),可揭示多個器guan如何相互作用和對刺激的反應(yīng)。肺臟類器官芯片的所有信息器官芯片能夠為體外藥物測試提供更好的檢測方式和試驗效果,從而減低開發(fā)成本,縮短藥物研發(fā)時間。

動脈類器官芯片微流控,器官芯片

器官芯片應(yīng)用的機(jī)會在于疾病建模和表型篩選,以幫助識別和排序新的和已知的(包括孤兒藥和可用于重新用途的失敗化合物)化合物候選物。正在尋求改進(jìn)的模型來解決動物模型不能很好滿足的條件(例如,乙型肝炎),并能夠進(jìn)行宿主遺傳研究,藥物治療反應(yīng)的建模以及鑒定可用于監(jiān)測藥物治療的生物標(biāo)記物。英國CNBio正在其基于MIT的器官芯片技術(shù)產(chǎn)品Physiomimix系統(tǒng)上開發(fā)先進(jìn)的體外模型,以支持對高度流行的疾病的研究,這些疾病已對公共健康產(chǎn)生了公認(rèn)的影響,例如非酒精性脂肪性肝炎(NASH)。人類NASH的微組織模型可以證明疾病的主要標(biāo)志,提供了在細(xì)胞水平上闡明病理生理機(jī)制的機(jī)會。

技術(shù)的開發(fā)必須考慮到用戶,并且其設(shè)計應(yīng)極大限度地提高可用性和可重復(fù)性。提供與自動化兼容的高通量功能可以激勵研究人員,使他們受益于效率的提高和人工成本的降低。在某些情況下,器官芯片還可以減少動物試驗,細(xì)胞和試劑的成本,因為許多微流控設(shè)備需要更小的體積。為了延長MPS模型的壽命,巨大的努力已經(jīng)導(dǎo)向為長期實驗提供更大的窗口,可以進(jìn)行復(fù)合劑量和疾病進(jìn)展的觀察,腸道屏障功能的體外模型和肝病模型已經(jīng)可以維持?jǐn)?shù)周。英國CNBio的Physiomimix器官芯片正是基于實現(xiàn)此遠(yuǎn)大目標(biāo)而應(yīng)運(yùn)而生。器官芯片的原理是什么?

動脈類器官芯片微流控,器官芯片

我們展示了多器guan腸肝MPS-TL6,由MPS器官芯片平臺英國CN-Bio的PhysioMimix多器guan設(shè)備控制,可以概括抗yan藥雙氯芬酸的藥代動力學(xué)。PHHs在肝臟MPS的3D工程支架中培養(yǎng),然后加入腸MPSTranswells孔,后者是腸上皮細(xì)胞和杯狀細(xì)胞的混合物,形成屏障。在給藥實驗期間,肝功能標(biāo)志物CYP3A4、白蛋白和尿素維持在MPS-TL6中。腸屏障的完整性也通過TEER測量得到了證實。雙氯芬酸被添加到腸器官芯片Transwells的頂端,在那里它通過屏障滲透,主要由肝臟代謝。我們證明了腸道屏障對雙氯芬酸的生物利用度的影響,以及隨后通過PHHs消除。通過在MPS-TL6中培養(yǎng)單個和多個器guan的組織模型,我們可以評估肝臟、腸道和聯(lián)合培養(yǎng)時對代謝產(chǎn)物產(chǎn)生的貢獻(xiàn)。值得注意的是,在共培養(yǎng)的腸-肝MPS中產(chǎn)生的代謝物水平較高,大于單個器guan器官芯片的總和,表明器guan-器guan串?dāng)_促進(jìn)組織功能。與2D和3D細(xì)胞培養(yǎng)相比,由于器官芯片的采用率激增,北美在全球器官芯片領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。高通量器官芯片市場現(xiàn)狀

大多數(shù)現(xiàn)有的器官芯片模型側(cè)重于單個功能單元的概念證明,而不可能并行測試多個實驗刺激。動脈類器官芯片微流控

CN-Bio是DARPA(美國**高級研究計劃局)授予麻省理工學(xué)院的10個器官芯片的“人體芯片”的資助項目的參與者。2018年3月,《自然科學(xué)報告》(Nature Scientific Reports)發(fā)布了該計劃的一個里程碑,成功連接了10個組織的工程組織,一次準(zhǔn)確復(fù)制人體組織相互作用長達(dá)數(shù)周之久,并允許研究人員測量藥物對身體不同部位的影響。2018年2月,倫敦帝國理工學(xué)院(Imperial College London)的研究人員在《自然通訊》(Nature Communications)上發(fā)表了一篇文章,展示了CN-Bio該器官芯片技術(shù)(OOC、MPS技術(shù))如何在芯片肝臟系統(tǒng)中實現(xiàn)病毒感ran(本例為乙肝)的研究。CN-Bio的器官芯片技術(shù)也在《生物世紀(jì)》、《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》、《TechCrunch》、《英國廣播公司》和許多專業(yè)科技出版物中出現(xiàn)。 動脈類器官芯片微流控

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