“具有细胞外基质膜的新型微流控结肠”ACS生物材料科学与工程
为了更好地诊断和治疗炎症性肠病等消化系统疾病,科学家在《ACS生物材料与工程》杂志上报道,他们开发了第一种用于微芯片的胶原膜。这种膜比其他可用的膜更自然,它可以让芯片上的器官更准确地复制健康肠道细胞如何患病以及它们对药物治疗的反应。
传统上,科学家在实验室培养皿中培养细胞,并使用动物模型研究疾病及其潜在治疗方法。但这两种方法都不能完全模拟人体内发生的情况。最近,研究人员开发了一种在微流控芯片中培养活细胞的方法。每个设备通常被称为芯片上的器官,通常由一对围绕多孔膜的柔性半透明聚合物或塑料组成。从器官中提取的人类细胞可以在聚合物或膜上生长。然而,由于膜本身通常是由塑料制成的,它会破坏细胞间的相互作用,并扭曲结果。因此,Abhinav Bhushan和伊利诺伊理工学院的同事试图创造一种更自然的膜,以促进人类细胞的正常生长和发育。
研究人员生产了三种类型的微流控设备。一个没有膜,第二个有塑料膜。对于第三个装置,研究团队使用胶原蛋白形成膜。胶原蛋白是人体内最常见的蛋白质之一,它有助于形成结缔组织。然后,他们在每个设备中放置人类结肠细胞。5天后,显微镜评估显示,与在其他设备中生长的结肠细胞相比,胶原膜上的结肠细胞更具活力。此外,生长在胶原膜上的细胞分化程度更高。它们似乎也在与胶原纤维结合,以重塑微环境。研究人员得出结论,在器官芯片设备中使用基于胶原蛋白的膜可以增强人类结肠细胞的生长、活力和屏障功能,该方法可能会扩展到其他器官的细胞。
作者感谢Nayar Prize II的资助和Armor工程学院的学生奖学金。
注:ACS不进行研究,但出版和公布同行评审的科学研究。