一个三维 (3D) 肝脏-脏在芯片上的生物仿真循环系统用于药物安全性评估
Qihong Huang1, Tianhao Yang1, Yunpeng Song2
1School of Mechanical and Power Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China. hbzhang@ecust.edu.cn.
Lab on a chip
|February 8, 2024
概括
为药物毒性评估,开发了一种具有生物模拟循环的芯片系统上的新型3D肝脏脏. 这种先进的模型在检测药物诱导的肝脏和脏损伤方面表现出高灵敏度,为动物试验提供了一个有希望的替代方案.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 毒理学 毒理学 毒理学
- 芯片上的器官技术
背景情况:
- 肝脏和脏对于药物代谢和排毒至关重要,但药物诱导的损伤 (肝毒性和毒性) 会导致药物显著失效.
- 目前的药物毒性评估方法,包括动物模型和常规细胞培养,存在诸如道德问题和遗传差异等局限性.
- 迫切需要创新的体外模型来准确预测人类药物反应和毒性.
研究的目的:
- 开发和验证带有生物模拟循环系统 (LKOCBCS) 的芯片上的3D肝,用于体外药物安全性评估.
- 建立一个功能性的体外模型,模仿肝脏和脏之间的生理相互作用.
- 评估LKOCBCS的敏感性和潜力,作为药物毒性查中动物模型的替代品.
主要方法:
- 在芯片系统 (LKOCBCS) 上构建一个3D肝脏脏,具有并行循环系统.
- 使用3D生物打印制造3D仿生肝叶组织,通过超快激光蚀刻制造3D生物打印和脏近道管壁垒.
- 动态,循环氨酸A (CsA) 低剂量重复使用,以评估药物诱导的毒性.
主要成果:
- 在运行7天后,LKOCBCS显示出稳定的葡萄糖度和细胞代谢.
- 肝毒性和毒性在CsA给药后的第3天被检测出来,毒性标志物的变化表明了这一点.
- 该系统对药物诱导的生物标志物具有较高的敏感性,与单种肝芯片相比.
结论:
- 开发的LKOCBCS有效模仿肝相互作用,并促进营养素,化合物和代谢物的交换.
- 这种先进的器官芯片模型显示了对敏感和准确的药物毒性查的巨大潜力.
- 在评估药物安全性和有效性方面,LKOCBCS为传统动物模型提供了一个有希望的替代方案.
