凝集成芯片上的心脏平台用于评估心肌缺血标记物

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 微流体学 微流体学
• 心血管研究研究心血管研究

背景情况:

• 器官在芯片上的平台为疾病建模提供了生理相关性.
• 现有的微芯片研究往往缺乏最佳的细胞微环境模拟.
• 开发简化但有效的芯片器官系统对于推进研究至关重要.

研究的目的:

• 制造和优化一个单通道的心脏芯片平台.
• 整合一个仿生水凝支架用于心肌细胞培养.
• 模拟心肌缺血并检测相关的生物标志物.

主要方法:

• 使用光刻法和软刻法制造单通道聚二甲基 (PDMS) 微芯片.
• 用于3D细胞培养的凝嵌入的酸水凝支架与I型原蛋白的开发.
• 将心肌细胞集成到水凝外的微芯片中,以创建心脏在芯片上的模型.
• 在正常和缺氧条件下测试平台以诱导心肌缺血.
• 使用液体染色学-并联质谱法 (LC-MS/MS) 对生物标志物的分析.

主要成果:

• 通过使用简单的单通道架构成功创建了一个功能性心脏在芯片上的平台.
• 水凝支架有效地支持心肌细胞生长,并模仿本地细胞微环境.
• 该平台准确地建模了心肌缺血,并检测了包括腺,ADP,乳酸和谷氨在内的关键生物标志物.
• 嵌入细胞和支持水凝矩阵的版本都对缺血症标志物产生了显著的输出.

结论:

• 开发的芯片上心脏系统为研究心血管疾病提供了一个生理学上相关的简化模型.
• 该平台展示了检测与心肌缺血相关的小分子生物标志物的潜力.
• 这项研究为创造更具生物效益和更容易获得的芯片器官系统铺平了道路.