研究人员创建复杂的lung-on-chip

肺是一个复杂的器官,其主要功能是进行气体交换。人体最大的器官,起着关键作用的氧化作用的器官。由于其结构、细胞组成和动态微环境,很难模仿体外。

专业实验室ARTORG生物医学工程研究中心,由Olivier Guenat伯尔尼大学开发了一种新一代体外模型称为organs-on-chip 10多年了,专注于建模肺和疾病。首次成功之后lung-on-chip系统表现出肺的基本特性,在Organs-on-Chip (OOC)技术实验室已经开发出一种纯粹生物下一代lung-on-chip与德国亥姆霍兹感染研究中心的合作和胸外科Inselspital肺病学部门。

真人大小的一个完全可生物降解air-blood-barrier

波林Zamprogno,开发新的模型记录她的博士论文,总结了其特点:“新的lung-on-chip繁殖肺泡等体内维的数组。它是基于一个薄的,柔性的膜,用分子自然中发现肺:胶原蛋白和弹性蛋白。细胞膜是稳定的,可以培养双方的数周,可生物降解,其弹性属性允许模仿呼吸运动通过机械拉伸细胞。”

第一代相比之下,这也是由Olivier Guenat周围的团队,开发系统繁殖的关键部分肺细胞外基质(ECM):其成分(细胞支持由ECM蛋白质),其结构(类似数组的肺泡维度发现体内+纤维结构)及其属性(生物降解性,一个关键方面调查屏障装修期间肺部疾病如IPF或COPD)。此外,制造过程简单和更少的麻烦比聚二甲硅氧烷可伸缩的从第一代lung-on-chip多孔膜。

广泛的潜在的临床应用

细胞培养的研究目前获得的新芯片癌症患者胸外科Inselspital部门接受肺切除术。部门主管拉尔夫•施密德看到双重优势系统:“第二代lung-on-chip可以播种与健康或病变的肺肺泡细胞。这为临床医生提供更好的理解肺的生理和预测工具,精密医学、药物筛选和潜在也识别特定治疗的最佳潜在帮助特定的病人。”

“这种膜的应用广泛,从肺功能和病理基础科学调查,识别新的通路,并更有效的发现潜在的新疗法,”托马斯·盖斯说,Inselspital肺病学部门的负责人和主管Insel Gruppe的教学和研究。

强大的替代动物模型研究

作为额外的+,新的lung-on-chip可以减少pneumological基于动物模型的研究。“许多有前途的药物在临床前候选人成功测试了模型在啮齿动物没有测试人类由于不同物种在肺部疾病的表达,”奥利弗Guenat解释道。“这是为什么,从长远来看,我们的目标是减少动物试验和药物筛选提供更多patient-relevant系统与裁剪的可能性模型到特定的病人(通过播种organs-on-chip用自己的细胞)。”

将进一步发展新的生物lung-on-chip Pauline Zamprogno和她的同事们从OOC技术组来模拟肺与特发性肺纤维化(IPF),肺部的慢性疾病导致进步的疤痕的肺组织框架内的一个研究项目由瑞士3 r能力中心(3 rcc)。“我的新项目由IPF-on——芯片发展的基于生物膜模型。到目前为止,我们已经开发出一种健康air-blood障碍。现在是时候使用它来调查一个真正的生物问题,“Zamprogno说。

研究机构ARTORG Organs-On-Chip技术的中心

这个专业团体ARTORG的生物医学工程研究中心发展organs-on-chip,关注其疾病,肺癌和肺的部门合作Inselspital的医学和胸外科。结合工程,特别是微流体和精密加工,细胞生物学和组织工程方法,材料科学和医学。

他们的第一个呼吸lung-on-chip发展进一步发展与启动AlevoliX合作,目的是改变临床前研究。最近该组织已经开发了一个完全生物代lung-on-chip专注于重建air-blood障碍的肺。第二个研究方向旨在开发一个功能的肺微血管构筑。在这里,肺内皮细胞在micro-engineered环境中播种,他们自组装构建一个网络perfusable和收缩微血管直径只有几十微米。

旁边制药应用organs-on-chip被视为有潜力用于精密医学测试病人自己的细胞,以调整最好的治疗。而且,这种系统有巨大的潜力减少动物实验在医学和生命科学研究。OOC集团经营Organs-on-Chip设施,提供大学的科学家伯尔尼伯尔尼大学医院,除了基础设施和生产设备organs-on-chips微流控设备和测试。

---

---