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

Усовершенствованное сердце-на-чипе

Создан аналог сердца на чипе, имитирующий пульс при помощи сил земной гравитации


Здесь и ниже изображения из пресс-релиза University of Michigan – ВМ.

Этот прозрачный кубик является чипом, который приводится в действие силами земного притяжения и который весьма точно имитирует человеческий пульс, подражая основным физическим ритмам, определяющим функционирование человеческого организма. Созданное исследователями из Мичиганского университета устройство принадлежит к достаточно многочисленному классу лабораторий-на-чипе, микрожидкостных устройств, позволяющих проводить исследования и испытания лекарственных препаратов в лабораторных, а не в клинических условиях.

Первой областью применения нового устройства станут испытания новых лекарственных препаратов, предназначенных для борьбы с заболеваниями сердечно-сосудистой системы человека, в которых от качества имитации кровотока сильно зависят результаты этих испытаний. «Этот прибор является своего рода мостом между чашкой Петри и живым пациентом» – рассказывает Шуичи Тэкаяма (Shuichi Takayama), профессор биоинженерии из Мичиганского университета, – «Живые кровяные клетки ведут себя более естественным образом, когда они испытывают пульсирующие ритмы, подобные ритмам тела человека. Дублируя эти ритмы в пределах чипа, мы сможем производить более точные лабораторные тесты, нежели это позволяют делать другие статичные системы».

Стоит отметить, что это не первая попытка создания лаборатории-на-чипе, способной моделировать сердцебиение. Но предыдущие подобные установки были построены на базе поршневых насосов, которые достаточно капризны, ненадежны и занимают большое пространство. Новое устройство, не имеющее движущихся и трущихся частей, способно работать непрерывно в течение очень долгих промежутков времени. Кроме этого, дополнительный управляющий вход устройства позволяет регулировать как частоту имитируемого пульса, так и объем крови проходящей через структуру чипа. Простое изменение давления на входе чипа позволит ученым производить одновременно или последовательно стразу несколько различных тестов.


В основе структуры устройства лежит весьма запутанная сеть из микроскопических каналов, конденсаторов и микропереключателей, которые, под воздействием внешнего давления и силы земной гравитации позволяют получить любую комбинацию частоты пульса, внутреннего давления и объема проходящей через устройство крови. Это, в свою очередь, позволяет производить тесты, моделируя условия в организмах различных людей, как здоровых, так и пораженных различными заболеваниями.

«Все микрожидкостные схемы состоят из набора базовых компонентов, некоторые из которых срабатывают надежно лишь при наличии отрицательного давления» – рассказывает Тэкаяма, – «При помощи компьютерного моделирования и расчетов на специализированном программном обеспечении мы разработали новую конструкцию для всех таких элементов. Теперь роль отрицательного давления для их надежного срабатывания играет сила тяжести. А комбинация методов литографии и фотолитографии позволила нам изготавливать чипы из силиконовой резины, стоимость которых не превышает нескольких центов».

Кроме своей основной функции новый чип может использоваться в качестве модулятора, регулирующего и имитирующего другие биоритмы тела человека, к примеру подачу гормональных сигналов. «Например, мы можем изучить реакцию печени на инсулин, внезапно подав через кровь большую дозу» – рассказывает Тэкаяма, – «Но все дело заключается в том, что в естественных условиях печень получает большое количества инсулина от поджелудочной железы в виде серии небольших доз. И наше устройство позволит воспроизвести более точную модель процессов, происходящих в теле человека».

Поскольку новое устройство сердца-на-чипе не используется на людях, а лишь только в лабораторных исследованиях, то их применение может быть начато без ожидания кучи разрешений и одобрений от различных контролирующих организаций. Кроме этого, исследователи не планируют коммерциализировать разработанную ими технологию, и сделают ее доступной всем заинтересованным лицам в ближайшее время.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
25.06.2015

Читать статьи по темам:

биочипы разработка препаратов сердечно-сосудистые заболевания Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Тромбоз-на-чипе

Исследование тромбообразования на модели кровеносной системы поможет фармацевтическим компаниям придумать более эффективные способы лечения таких заболеваний, как тромбоз глубоких вен, без ущерба для живых существ.

читать

Гомункулусы вместо подопытных кроликов

Идея создания «искусственного человека» Homunculus проста и от этого еще более гениальна: разместить на пластине площадью с кредитную карточку клетки человека и объединить их системой «сосудов» в подобие живого организма.

читать

24 миллиона на разработку «организма-на-чипе»

Целью нового проекта является разработка «организма-на-чипе» – системы из миниатюрных аналогов человеческих органов, предназначенной для моделирования реакций организма на химические и биологические агенты и разработки методов терапии.

читать

«Сердце-на-чипе» облегчит разработку лекарств

Чип длиной примерно 2,5 см, на поверхности которого пульсирует система кардиомиоцитов – эффективная модель ткани человеческого сердца, пригодная для скрининга и тестирования лекарственных препаратов.

читать

Организм-на-чипе заменит животные модели

Новый мультиорганный чип, с удивительной точностью воспроизводящий сложные метаболические процессы человеческого организма, избавит сферу биомедицинских исследований от необходимости проведения экспериментов на животных.

читать