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Nat Mater: 科学家开发出人体细胞3D培养模型

2016/03/10 来源:生物谷
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导读
加拿大科学家们开发出一类能够在体外培养人类组织的技术:一个能够为活细胞提供外源基质的小型的网格状结构。相比于普通的培养皿,这一3D结构具有更高的仿真效果。


加拿大科学家们开发出一类能够在体外培养人类组织的技术:一个能够为活细胞提供外源基质的小型的网格状结构。

这一设备叫做"AngioChip",研究者们认为他们的"芯片人"技术能够用于检测药物对人类组织的影响。相比于普通的培养皿,这一3D结构具有更高的仿真效果。

"这是一个真正的3D结构,内部也有血管系统",多伦多大学的化学工程师Milica Radisic说道:"它能够像脉管系统一样运行,外部的网格则能够使其它细胞附着以及生长"。

该设备是由一种叫做"POMaC"的可降解多聚体生物材料制成的。骨架是由多层的微芯片聚合而成,中间间隔有微型的通道(大约50-100微米),相当于人类头发的粗细。

该骨架经紫外光照射则能够粘合,从而成为类似于血管系统的3D结构。之后,该网格状结构中会注入含有人类细胞的液体。细胞粘在骨架表面,开始生长,分裂,最终覆盖整个表面。

"以前,研究者们仅仅能够将细胞铺在硅片或者玻璃片上。我们的系统能够在正常的细胞培养皿上培养,如果想换液的话只需要捏一下头部就可以了,十分方便。另外,由于所有管路都是开放的,因此我们可以容易地接触到组织。"

至今,研究者们已经通过"AngioChip"建造了小型的生物模型,比如心脏与肝脏,它们能够像真正的器官那样工作。"我们的肝脏甚至能够产生尿素与代谢产物等等"。

另外,如果将培养不同类型器官的两个"AngioChips"通过管道连接起来,研究者们还能够在器官水平研究它们之间的相互作用,是不是很神奇?

"过去几年来,我们已经可以通过培养人源细胞进行体外检测。但是缺点是这些细胞仅仅是在平板上培养,属于2D的环境"。Radisic说道:"这种状态下没有办法进一步研究,比如心肌细胞的功能"。

研究者们的相关结果发表在最近一期的《nature material》杂志上。如今他们致力于该设备的市场化。希望该设备能够生产人造器官,为器官损伤的患者提供器官来源。

在器官移植方面,虽然他们的研究成果目前只能在大鼠水平进行,但由于该骨架的可降解性,随着移植之后时间的迁移,骨架会慢慢消解,只在体内留下植入的器官。听上去很不可思议,我们希望它能够尽快应用于临床治疗。

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