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肺部芯片指向动物试验的替代品

作者:梁辰    发布时间:2017-11-17 01:02:19    

作者:Duncan Graham-Rowe已经开发出一种能够模拟肺部气囊与毛细血管之间边界的活跃呼吸肺片正是在这个边界吸入病原体,潜在的有害纳米粒子进入血液在芯片上重现这些过程有朝一日可以为药物开发和毒性筛选提供动物测试的替代方案硬币大小的肺部芯片由一个简单的微流体通道网络组成,该网络被蚀刻成橡胶状透明聚合物,称为聚二甲基硅氧烷(PDMS)中央通道包含两层人体细胞,由多孔膜隔开(见图)在上层,细胞来自肺泡,肺内深处的腔,气体在肺和血流之间通过下层包含来自毛细血管的内皮细胞,其携带富含氧气的血液除了模仿肺的细胞结构外,芯片也复制了它的行为:它可以“呼吸”随着主要通道侧面的两个通道中的气压周期性地降低和增加,中心膜被加宽,在压力增加之前它们再次收缩之前拉伸细胞,Wyss Institute主任Donald Ingber说道在哈佛大学获得生物启发工程学士学位,以及片上肺部团队的领导者因为该装置是透明的,所以可以对病原体或二氧化硅纳米粒子引入气流室时发生的炎症反应进行实时测量使用高分辨率荧光显微镜进行测量 Ingber说,这些颗粒进入模拟血流的程度也可以记录下来这些测量结果表明,“呼吸”机制似乎可以促进二氧化硅纳米颗粒的摄取 - 团队发现,当他们将相同的纳米颗粒引入连接到呼吸机的小鼠肺中时也会发生这种情况片上肺部表现得像真正的小鼠肺一样的事实是一个令人鼓舞的迹象,即道德上可接受且更便宜的动物试验替代品可能正在进行中细胞培养技术也作为一种选择进行研究,不能考虑有助于调节器官的重要机械影响,例如呼吸引起的肺组织拉伸 “这是几乎所有体外模型都缺失的东西,”Ingber说伦敦的英国国家替代,改进和减少动物研究中心的安东尼霍姆斯对此表示赞同 “有很多证据表明器官的正常功能需要某些物理刺激,”他说肺是一个例子,但它同样适用于骨骼,软骨和其他组织 “这是一个很好的模型,也是一个有趣的方法”“它呼吸很好,绝对是朝着正确方向迈出的一步,”英国卡迪夫大学的细胞生物学家KellyBéruBé说,他是英国安全的科学顾问药品信托但她警告说,片上肺部使用的永生化细胞系往往不具有与患者取得的“原代”细胞相同的特性 “除非它们能够获得原代细胞,否则它们无法取代动物试验”期刊参考文献:Science,DOI:

 

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