研究人员在细胞培养平台方面取得了重大进展,该平台允许开发两个独立但互相连接的血管网络。这一创新预计将大大增强生物医学研究。器官芯片是模拟人类生理的微流体细胞培养,降低药物研发成本,减少动物实验需求,并有潜力实现个性化治疗。
坦佩雷大学的研究团队开创了一种创新的细胞培养平台,支持创建两个独特但相互连接的血管网络。这一进展有望对生物医学研究产生重大影响。器官芯片(OoC)利用微流体技术模仿人类身体功能,显著降低与药物开发相关的成本,减少动物实验的必要性,并为个性化医疗治疗铺平道路。
坦佩雷大学医学与健康技术学院(MET)的研究人员成功设计了一种细胞培养系统,实现了两个培养的血管网络间的互联。这些网络中的血管在大小和结构上类似于人类的毛细血管,使得在实验室环境中可以检查人类毛细血管系统。
“创建两个独特的、相互连接的3D微血管网络是我们研究中的一项显著进展。我们现在可以在这些血管网络周围整合来自不同组织类型的细胞——如肝细胞(肝细胞)和脂肪细胞(脂肪细胞)——以研究细胞在血管化组织中的相互作用,”坦佩雷大学体芯片研究卓越中心的博士生阿尔玛·尤尔扬宁(Alma Yrjänäinen)解释道。
器官芯片(OoC)技术将微制造技术与细胞生物学相结合,使得能够探讨组织功能。这些芯片通过建立重力驱动或泵辅助的流体流动来复制人类组织的复杂微环境,模拟血液循环的自然作用。此外,神经元和血管也可以集成到这些模型中。
专家们认为,OoC技术可以显著降低药物发现成本,潜在降低幅度可达到25%。
此外,采用OoC技术可以极大地惠及国家医疗保健系统。然而,在这些想法能够完全实现之前,还需要更多的进展。
“想象一个未来,单一的血样可以为高血压等疾病提供量身定制的治疗。您血液中的干细胞可以用于实验室中创建血管网络。这个网络可以用于确定哪些高血压药物对您的特定细胞最有效,以帮助避免无效或有害的治疗,”尤尔扬宁提到。
什么是器官芯片(OoC)技术?
- OoC技术是一个跨学科的研究领域,于2010年代出现,旨在构建复制各种人类组织的模型。
- 得益于干细胞技术的进步,现在不再需要直接从患者的心脏中分离细胞来开发个性化的心脏模型。这些模型现在可以通过首先将易获取的血细胞转化为干细胞,再转化为心脏细胞来创建。
- OoC模型用于研究特定组织的疾病,增强治疗选择,评估药物反应,以及发现新疗法。
- 此外,OoC技术有助于减少或替代对动物实验的依赖。