无膜微生理系统的简单设计,以模拟血组织屏障

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 微流体学 微流体学
• 组织工程是组织工程.

背景情况:

• 微生理系统 (MPS) 对于模仿组织功能至关重要,但在可复制性和标准化方面往往面临局限性.
• 现有的血液-组织接口 (BTI) 模型在膜要求,同质细胞使用和2D限制方面扎,阻碍了现实的内皮-上皮接触和3D传输.
• 目前的BTI模型是复杂的组装,需要精确的组件对齐.

研究的目的:

• 设计一种新的BTI-on-a-chip (BTI芯片),克服当前模型的局限性.
• 开发一种无膜,单层BTI设计,以提高生理学相关性.
• 为了实现研究和工业的微生理系统的高通量生成.

主要方法:

• 采用了层状流程配置文件和可光固化的水凝支架 (凝甲基烯和8臂聚乙烯甘油硫醇) 用于在Y形微流体装置内的in situ组织制造.
• 开发了一种快速的紫外线聚合过程 (<300 mJ·cm^-2) 用于支架的形成.
• 整合人类细胞系,包括内皮细胞,纤维细胞和质细胞 (SVGP12),以创建上皮和血脑屏障 (BBB) 模型.

主要成果:

• 成功制造了一个没有膜的BTI芯片,与内皮直接接触到3D组织.
• 通过免疫组织化学,证明了一种专利性内皮的均生产,与工程3D组织相对应.
• 通过光标记物来表征BTI芯片的透性,并通过循环氨酸A评估生理功能,显示内皮细胞激活.

结论:

• 工程设计的BTI芯片提供了一个生理学上相关的,无膜的模型,用于研究血液-组织接口.
• 这种新的设计促进了微生理系统的高吞吐量生成.
• BTI芯片在药物候选查和基本生物研究方面具有重大潜力.