芯片技术的开发标志着医学研究的巨大进步,现在提供了一种真正的动物实验替代品。OOC包括聚合物腔室的邮票的尺寸,其中小组组织培养物和有机体通过微通道系统用营养物供给。研究人员使用这些实时培养物来测试活性成分,调查疾病的病因和研究新药物治疗。
最近,OOC系统已经为广泛的组织类型开发,例如心肌,肝脏,肾脏甚至脑组织。帮助在这一领域的欧洲研究中的欧洲研究是由斯图加特的弗劳恩霍夫工程和生物技术IGB的Fraunhofer博物馆彼得洛克斯教授领导的工作组。Loskill的团队已经开创了许多独特的发展,包括在芯片上的白色脂肪组织和人视网膜组织的娱乐。现在,科学家掌握了将各种组织培养物放在芯片上的技术,接下来的挑战是加速所测试的各种物质的产量。所谓的器官on-磁盘系统将以一种方便的格式组合数百个人类组织样本,从而有助于将该技术转化为例行程序。
视网膜上的芯片
Loskill实验室的最新突破是视网膜芯片系统,其特点是将人类视网膜的复杂分层组织作为一个类器官。现在,洛斯基尔博士和他的团队正忙着赋予他们的芯片视网膜看东西的能力。与Tübingen大学的合作伙伴合作,他们已经能够区分干细胞,并将它们整合到芯片中,以这样一种方式,他们可以重建多层组织。该组织由光敏棒和视锥细胞、视网膜色素上皮细胞和神经节细胞组成,这些细胞构成视神经。Loskill解释说:“当我们将光照射到视网膜芯片上时,我们在视杆细胞和视锥细胞中记录了一个电物理信号。”“现在我们正在研究一种可以定量测量这些信号的系统。”
这种系统可以通过测量物质影响视网膜芯片的“视觉能力”的程度。“制药业对视网膜芯片技术表现出大幅兴趣,”Loskill增加。“许多现代药物都有视网膜疗法副作用。”除了仅限于使用的动物模型外,模型系统仍然很少见,因为该研究领域中使用的动物的视网膜与人视网膜的视网膜具有不同的结构。此外,视网膜内技术还将促进视网膜的疾病和药物的发展,以治疗年龄相关黄斑和糖尿病视网膜病变等病症。
解释脂肪组织的作用
甚至更大的医学意义是所谓的Wat芯片系统。Wat是白色脂肪组织的缩写 - 一种人体健康的关键因素,尤其是因为它构成了体重的大量比例。脂肪组织包含一个健康人体重的四分之一,临床肥胖人的身体质量的一半。它最近也显然,脂肪组织负责将各种激素和其他化学信使分泌到血流中。这个领域的大部分仍然没有正确理解,但是芯片系统应该有助于加深我们对白脂肪组织在身体中发挥的作用的理解,使研究人员能够为糖尿病等相关疾病发展更具选择性治疗。此外,Wat-on-A-in-Systems可以揭示物质储存在脂肪细胞中的过程,以及例如除草剂是否积聚在脂肪组织中。
Loskill还希望器官芯片技术能打开一个更广阔的研究领域——性别特异性医学。“许多疾病在男性和女性患者身上以不同的方式表现出来,”他解释说。“在医学研究和药物开发中,这是一个尚未得到足够重视的方面。”在未来,器官芯片系统将使研究人员能够分别研究男性或女性组织。例如,一个女性器官芯片系统可以用来模拟月经周期,并观察它是否对特定疾病和潜在的药物治疗有影响。
资源:弗劳恩霍夫研究所