美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所 (NIST) 的研究人員開發(fā)了一種用于構(gòu)建芯片心臟 (HoC) 系統(tǒng)的工具，這是藥物開發(fā)的進(jìn)步。
該技術(shù)旨在解決嚴(yán)重依賴動物測試的傳統(tǒng)心血管藥物開發(fā)的局限性。通過復(fù)制用于研究心血管疾病的類人模型，HoC 系統(tǒng)有望幫助取代動物試驗(yàn)、縮短藥物開發(fā)時間并降低成本。NIST 團(tuán)隊(duì)的研究成果發(fā)表在Lab on a Chip上。
HoC 是一種在小芯片上模擬心臟內(nèi)細(xì)胞復(fù)雜相互作用的設(shè)備，是更大的器官芯片 (OoC) 套件的一部分。芯片心臟的實(shí)際設(shè)計(jì)各不相同，但它通常是一個小型、透明或半透明的芯片，由印刷在聚合物層上的微通道網(wǎng)絡(luò)組成。
這些微通道經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，模仿人類心臟中的血管。研究人員將人類心臟細(xì)胞放入這些微通道中來操縱和觀察它們的行為。研究人員可以獨(dú)立刺激它們或觀察它們在不同條件下的行為，例如引入藥物。
領(lǐng)導(dǎo)該 HoC 系統(tǒng)開發(fā)的 NIST 研究員 Darwin Reyes 表示：“芯片心臟的設(shè)計(jì)目的是模仿真實(shí)心臟的狀況。”“我們可以操縱環(huán)境，將干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樾呐K細(xì)胞，并使它們收縮和放松，就像它們在體內(nèi)產(chǎn)生心跳一樣。”
芯片器官系統(tǒng)的“心臟”在于一種稱為微流體的東西，它本質(zhì)上是一個微型管道系統(tǒng)，研究人員可以在其中精確控制和操縱微量液體。研究人員使用微流體在實(shí)驗(yàn)室的小芯片上創(chuàng)建先進(jìn)的器官和組織模型。
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