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3D器官芯片可實時監測細胞活動

時間:2018-11-05 09:42:34  來源:新華網 放大 縮小 默認

  英國劍橋大學網站近日發布公告稱,該校研究人員開發出一種三維(3D)器官芯片,可實時監測細胞活動,有望用于開發新療法,同時減少研究中實驗動物的使用數量。

  新設備基于導電聚合物海綿“支架”,研究人員將其組裝成三維的電化學晶體管。細胞在支架內生長,然后將整個裝置置于塑料管內,細胞所需營養可通過塑料管流動。使用柔軟的海綿電極代替傳統的金屬電極,為細胞提供了更自然的環境,也是器官芯片技術成功預測器官對不同刺激反應的關鍵。研究人員表示,借助該裝置,他們可以新方式研究細胞和組織。

  生物學研究目前仍然在培養皿中進行,其中特定類型的細胞在平坦的表面上生長發育。雖然自20世紀50年代以來,借助此方法取得了不少醫學進步,但這些二維環境并不能準確展示人體細胞的原生三維環境,事實上還可能導致錯誤信息。

  最新研究作者、劍橋大學化學工程和生物技術系羅易斯·歐文斯博士說:“我們現在需要求諸三維細胞模型以開發下一代療法,三維細胞培養可以幫助我們找到新療法,并知道應該避免哪些療法。”

  研究人員稱,其他器官芯片設備需要完全拆開以監控細胞的功能,但新設計允許實時連續監測,因此,可對不同疾病及其潛在療法的效果進行長期實驗。借助這一系統,他們可以監測組織生長及其對外部藥物或毒素的反應。此外,還可以誘導組織罹患特定疾病,以供研究與該疾病有關的關鍵機制或發現正確療法。

  而且,新設備還可以修改,成為多種類型的器官芯片,如肝臟芯片、心臟芯片等,最終得到“身體芯片”,其可以模擬各種治療方法對整個身體的影響。研究人員計劃利用他們的設備開發腸道芯片并將其附著到大腦芯片上,以研究腸道微生物組與大腦功能之間的關系。

  目前,他們已在法國為該設備申請了專利。研究結果發表于最新一期的《科學進展》雜志。

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