Легкое на чипе - Lung on a chip - Wikipedia

В легкое на чипе представляет собой сложную трехмерную модель живого, дышащего человеческое легкое на микрочип. Устройство сделано с использованием легких человека и кровеносный сосуд клетки и может предсказать поглощение переносимых по воздуху наночастицы и имитировать воспалительную реакцию, вызванную микробным патогены. Его можно использовать для проверки воздействия токсинов окружающей среды, абсорбции аэрозольных терапевтических средств, а также безопасности и эффективности новых лекарств. Ожидается, что он станет альтернативой тестирование животных.

Легкое-на-чипе помещает два слоя живых тканей - выстилку воздушных мешочков легких и окружающих их кровеносных сосудов - через пористую гибкую границу. Воздух доставляется к клеткам слизистой оболочки легких, богатая культуральная среда течет в капиллярном канале, имитируя кровь, а циклическое механическое растяжение создается за счет вакуума, применяемого к камерам, прилегающим к каналам культур клеток, для имитации дыхания.

Результаты исследования легкого на чипе были опубликованы в номере журнала от 25 июня 2010 г. Наука,^[1] академический журнал Американская ассоциация развития науки. Исследование финансировалось Национальные институты здоровья, то Американская Ассоциация Сердца, а Институт Висс по биологической инженерии в Гарвардский университет.

Изобретатели

Технология была разработана Дональд Э. Ингбер, Доктор медицины, доктор философии, американский клеточный биолог, который является директором-основателем Института биологической инженерии Висса при Гарвардском университете, и Дэн Донгеун Ху, доктор философии, который был научным сотрудником по развитию технологий в Институте Висса и сейчас является доцентом кафедры биоинженерии Уилф Фэмили в Пенсильванском университете. Устройство было создано с использованием стратегии микротехнологии, известной как мягкая литография. Джордж М. Уайтсайдс, американский химик, профессор химии в Гарварде, а также один из основных преподавателей Института Висса.

Тестирование

Реакция легкого на чипе на вдыхаемые живые патогены была протестирована путем введения бактерий E. Coli в воздушный канал на стороне воздушного мешка легкого устройства, при этом лейкоциты пропускались через канал на стороне кровеносного сосуда. . Клетки легких обнаружили бактерии и через пористую мембрану активировали клетки кровеносных сосудов, что, в свою очередь, вызвало иммунный ответ, который в конечном итоге заставил лейкоциты перейти в воздушную камеру и уничтожить бактерии.

Исследователи также ввели в воздушный канал различные наноразмерные частицы (например, те, которые содержатся в коммерческих продуктах, а также в загрязнении воздуха и воды). Несколько типов этих наночастиц проникли в клетки легких и заставили клетки чрезмерно продуцировать свободные радикалы и вызвать воспаление. Многие частицы прошли через модельное легкое в кровоток, и было обнаружено, что механическое дыхание значительно усиливает абсорбцию наночастиц из воздушного мешка в кровь.

Команда Wyss Institute работает над созданием других моделей органов, таких как кишечник на чипе, а также моделей костного мозга и даже рака. Они изучают возможности комбинирования систем органов, таких как соединение дыхательного легкого на чипе с бьющимся сердцем на чипе. Созданная комбинация органов может быть использована для тестирования вдыхаемых лекарств и для определения новых и более эффективных терапевтических средств, которые не имеют побочных сердечных побочных эффектов.

Смотрите также

• Орган на чипе

Рекомендации

1. «Восстановление функций легких на уровне органов на чипе». Наука. 25 июля 2010 г.