开发一个广泛可访问的,先进的大规模微流体气道-芯片上的气道

科学领域:

• 生物技术和生物医学工程 生物技术和生物医学工程
• 在体外建模模型.
• 肺部研究 肺部研究

背景情况:

• 目前的微流体 (芯片上的) 系统为肺组织提供先进的体外模型,但在样本检索量 (RNA,蛋白质,超) 方面是有限的.
• 现有的二维细胞培养模型无法完全复制原生肺组织复杂的三维结构和多因素过程.
• 调查肺部疾病需要在体外模型,密切模仿肺的本地环境,并允许足够的样本采集.

研究的目的:

• 开发和描述一种具有扩大细胞培养表面积的新型,大规模的气道芯片模型.
• 为了克服现有的微流体设备的样本体积限制,用于增强生物分析.
• 为肺部研究提供具有成本效益,可复制和可调节的3D细胞培养平台.

主要方法:

• 构建一个含有两大聚甲基西洛 (PDMS) 细胞培养室的毫流体装置,由聚乙烯四甲酸盐 (PET) 膜隔开.
• 每个腔室提供90-92毫米2的表面积,可培养高达1-2×104个附着的肺细胞,支持共同培养研究.
• 这种设计使得上皮细胞可以在气液接口 (ALI) 培养在生物流速下进行分化.

主要成果:

• 大规模的芯片上的气道模型使得采样量与传统的静态细胞培养系统相美.
• 扩大的培养区可方便处理和更广泛的实验暴露,包括低量样本,如挥发性物质或线粒体RNA.
• 平行双腔设计支持呼吸道上皮细胞分化为密集,多层,伪层化上皮.

结论:

• 开发的大型气道芯片模型显著提高了微流体系统的实用性,通过允许更大的样本检索,可显著提高肺部研究的微流体系统的实用性.
• 该平台具有多功能性,适用于包括RNA隔离和ELISA在内的各种工作流程,并适用于各种肺细胞类型的共同培养研究.
• 这种毫流体装置的易于复制,可调节和成本效益的性质代表了3D气道细胞培养技术的重大进步.