Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Легкие-на-чипе

Созданы лёгкие человека на микрочипе
Мембрана

Отчасти живой чип, воспроизводящий на клеточном уровне функции органа дыхания человека, откроет новую главу в биомедицинских исследованиях и фармацевтике. Так считают его авторы – Дональд Ингбер (Donald Ingber), директор института бионики Вайса, его коллеги по учреждению, а также учёные из медицинской школы Гарварда (Harvard Medical School) и Бостонского детского госпиталя (Children's Hospital Boston).

Ключевой элемент лёгких – это трёхслойная мембрана в альвеолах. Она обеспечивает не только газообмен, но и ряд других функций вроде активации иммунной системы. Состоит такая мембрана из клеток легочного эпителия, проницаемого внеклеточного матрикса и клеток кровеносных капилляров. Именно этот «интерфейс» и воспроизвели исследователи внутри микроканального чипа.


Поскольку новые чипы прозрачны, исследователи могут легко наблюдать под микроскопом за различными реакциями живой ткани на внешние раздражители, чего затруднительно достичь в случае работы с настоящим модельным организмом и тем более – с человеком (фото Felice Frankel).

В роли матрикса выступила тончайшая резиновая мембрана с множеством микроскопических отверстий. По обе стороны от неё учёные поместили живые человеческие клетки, соответственно капиллярные и клетки легочного эпителия. Со стороны последних вакуумный насос имитировал цикл дыхания, а с противоположной стороны чипа учёные пропускали жидкость, имитирующую кровоток.


Для создания чипа-лёгких пришлось соединить методы компьютерной отрасли и микромеханики с тканевой инженерией (фото Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering).

Со стороны клеток лёгких учёные ввели бактерии E. coli, а со стороны искусственных капилляров – белые клетки крови. Клетки лёгких обнаружили бактерии, через пористую мембрану они активировали клетки сосудов, которые, в свою очередь, вызвали иммунный ответ. Так белые клетки крови перешли к воздушной камере и уничтожили бактерии.

Помимо прочего специалисты проверили воздействие на лёгкие-чип различных наночастиц, которые содержатся в некоторых продуктах и также являются загрязнителями воздуха и воды. Так обнаружилось, что механический процесс дыхания увеличивает поглощение таких частиц стенками лёгких и многие из частиц переходят из воздушного канала в кровь. Некоторые частицы вызвали у живых клеток в приборе перепроизводство свободных радикалов и воспаление. Ранее такие эффекты исследователи могли наблюдать лишь на лабораторных животных (иллюстрация Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering).

Создатели чипа уверяют, что проверка воздействия на лёгкие человека токсинов или, напротив, лекарств с новым чипом окажется более быстрой и менее дорогой, нежели с прежними методами. В планах: испытание нового чипа на газообмен между кровью и воздухом, а также создание аналогичных чипов – имитаторов кишечника и костного мозга. Позднее учёные попробуют объединить несколько таких устройств, сделав шаг к модельному «организму на чипе».

Детали изложены в статье в Science (Dongeun Huh et al., Reconstituting Organ-Level Lung Functions on a Chip) и пресс-релизе медицинской школы Гарварда (Living, breathing human lung-on-a-chip: A potential drug-testing alternative).


Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
28.06.2010

Читать статьи по темам:

биочипы тканевая инженерия Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Нейроны на чипе для проверки нейротоксичности

Новый биочип для выполнения теста на формирование нейронной сети обеспечивает расположение нервных клеток в строго определенном порядке, что позволит быстрее и точнее тестировать нейротоксичность различных соединений.

читать

Проверка косметики на аллергенность: биочипы вместо мышей

Биочип, состоящий из соединенных микрожидкостной системой искусственных тканевых конструкций (лимфатического узла и фрагмента кожи), позволит производителям косметики обходиться без аллергических проб на животных.

читать

Гидрогелевый биочип для диагностики рака

В основе разрабатываемой авторами методики лежит определение сразу нескольких молекулярных маркеров рака молочной железы и рака яичников с помощью так называемых гидрогелевых биочипов.

читать

Виртуальная микрофлюидика

Метод контролируемого перемещения частиц в микрожидкостных системах с помощью управляемых магнитным полем цепочек из суперпарамагнитных микробусинок может произвести революцию в микрофлюидике.

читать

Новый микрочип – прямая связь электроники и живых клеток

Покрытая микроскопическими игольчатыми структурами поверхность чипа обеспечивает непосредственное взаимодействие живых клеток с электронными устройствами.

читать