與非網(wǎng) 3 月 27 日訊，盡管科學(xué)家已經(jīng)成功地制作出了各種“ 芯片上的器官 ”模型，但眼睛卻特別具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)楫?dāng)我們眨眼時(shí)，淚膜會(huì)定期在其表面上移動(dòng)，而該動(dòng)作最近已在新設(shè)備中復(fù)制。

這種新工具——“芯片上的角膜”由日本京都大學(xué)的研究人員開發(fā) - 眼角膜是眼睛前端一層透明薄膜，覆蓋了瞳孔，虹膜和前房。

 這種 3D 打印設(shè)備由四個(gè)上部和四個(gè)下部通道組成，這些通道由透明的聚酯多孔膜隔開。人角膜細(xì)胞在每個(gè)上部通道中孵育 7 天，在這段時(shí)間內(nèi)它們會(huì)生長(zhǎng)，在膜的頂部形成細(xì)胞的固體屏障。然后將流體泵送通過(guò)上腔室和下腔室，將壓力施加在角膜組織層的兩側(cè)。這模擬了一種方式，在這種方式下，真實(shí)的角膜在一側(cè)通過(guò)眼瞼的眨眼和淚液的運(yùn)動(dòng)而受到壓力，而在另一側(cè)則通過(guò)眼內(nèi)的流體受到壓力。

研究人員在測(cè)試“芯片上的角膜”時(shí)發(fā)現(xiàn)，模擬的眨眼實(shí)際上改變了角膜細(xì)胞的形狀并增加了其細(xì)絲的產(chǎn)生，從而有助于保持細(xì)胞的柔韌性和可拉伸性。

和科學(xué)家 Ken-ichiro Kamei 共同領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究的藥物科學(xué)家 Rodi Abdalkader 說(shuō)：“發(fā)現(xiàn)類似眨眼的刺激對(duì)這些細(xì)胞具有直接的生物學(xué)影響真的很有趣。” 我們經(jīng)常不知不覺(jué)地眨眼。每次眨眼，剪切應(yīng)力就會(huì)施加在角膜屏障上，使角膜反防御系統(tǒng)分泌纖維絲，例如角蛋白，以克服壓力的影響。”

研究人員希望一旦進(jìn)一步發(fā)展，該技術(shù)可用于研究眼部疾病和評(píng)估實(shí)驗(yàn)藥物。關(guān)于這項(xiàng)研究的論文最近發(fā)表在《Lab on a Chip》上。

這并不是我們所見過(guò)的第一個(gè)模擬眨眼的芯片。去年，賓夕法尼亞大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)布了一個(gè)模型，該模型實(shí)際上包含了一個(gè)移動(dòng)的明膠平板“眼瞼”。

器官芯片是一種微流體培養(yǎng)裝置，由透明的柔性聚合物組成，其大小與計(jì)算機(jī)記憶棒的大小相同，該聚合物包含兩個(gè)平行的空心通道，這些通道被多孔膜隔開。器官特異性細(xì)胞在其中一個(gè)通道的膜的一側(cè)培養(yǎng)，而血管內(nèi)皮細(xì)胞在另一條通道上重現(xiàn)血管，而每個(gè)通道都分別灌注有細(xì)胞類型特異性培養(yǎng)基。多孔膜允許兩個(gè)隔室相互連通，并交換分子，例如細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子和藥物，以及由器官特異性代謝活動(dòng)產(chǎn)生的藥物分解產(chǎn)物。

臨床前測(cè)試中需要?jiǎng)游锏囊粋€(gè)例子是藥物“藥代動(dòng)力學(xué)”（PK）的表征，其中涉及對(duì)其吸收、分布、代謝和排泄（ADME）的量化，這共同決定了血液中的藥物水平。這些反應(yīng)涉及通過(guò)包含流動(dòng)血液的脈管系統(tǒng)連接的不同器官之間的相互作用。

現(xiàn)在已經(jīng)可以通過(guò)在芯片上設(shè)計(jì)一些器官的實(shí)驗(yàn)來(lái)治療其中一些真正棘手的慢性炎癥疾病。