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新凝胶支持肝脏芯片设备

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-03-26浏览次数:660

LiU科学家开发了一种新方法来生产水合物质,水凝胶,其性质与体内细胞的自然环境相似。该材料可以容纳难以培养的各种细胞类型,并在微芯片上产生器官样结构。

在实验室中培养的细胞有许多应用,其中之一是测试各种新物质是否会损伤细胞。一种称为片上器官的快速发展的技术涉及在小芯片上培养来自人体器官的细胞并提供氧气和营养物质。科学家正在尝试开发越来越复杂的模型,模仿身体组织或整个器官的功能。这些模型可用于医学研究的许多领域,如测试潜在药物,并且从长远来看,可以取代一些动物实验。

然而,培养人体细胞并不容易。他们通常有非常具体的要求,容易死亡。在体内,细胞被称为基质的支持结构包围。这是一种主要由蛋白质和碳水化合物组成的水合凝胶。细胞的环境从一种组织类型到另一种组织类型不同,并且对细胞功能具有重大影响。 LiU研究人员正在开发模拟细胞培养的身体细胞自然环境的软材料。

“我们的新材料可以在很大范围内调整性能。新的特征,如细胞所需的小蛋白质片段,可以结合起来,即使是关键细胞也可以复制和发挥作用,“他与卡尔 - 弗雷德里克曼德纽斯一起领导这项研究的丹尼尔艾利说。两人均在物理,化学和生物学系(IFM)工作。

这种材料在生物制造的文章中有所描述,该文章由混合在水和活细胞中的两种成分组成。发生化学反应以形成水合凝胶,水凝胶,类似于天然存在的基质。这种化学反应自发发生,不影响细胞。科学家们已经对水凝胶特性进行了广泛测试,并将其与其他常用材料进行了比较。

“我们可以在很大范围内调整水凝胶的机械性能。我们还可以控制凝胶形成的速度:重要的是不要太快或太慢,“Daniel Aili说。

在测试新药时肝脏很重要,因为肝脏处理了我们服用的许多药物。出于这个原因,研究人员使用水凝胶来测试使用干细胞培养的肝细胞来制造人体肝脏。研究小组能够调整材料,使这些相当苛刻的细胞得以传播和发挥作用。在其基本配置中,水凝胶不含蛋白质,但研究人员包括在人体肝脏周围组织中发现的重要蛋白质的合成片段。当他们将这种蛋白质模拟成分添加到水凝胶中时,芯片上的肝细胞开始产生白蛋白,就像肝脏在体内一样。实验室外套的年轻人与水凝胶一起使用。

“我们材料的主要意义可能在于开发有用的肝脏模型,可用于简化药物开发的早期阶段。对于想要控制细胞培养物质含量的人来说,我们的水凝胶非常有趣。并且很容易适应不同类型的细胞和组织,“Daniel Aili说。