分区输液用于对iPSC衍生的心脏细胞化学微环境进行时间控制

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 药物发现 药物发现 药物发现
• 细胞工程 细胞工程

背景情况:

• 器官在芯片 (OOC) 技术通过模仿人类器官功能为药物研究提供了一个有前途的平台.
• 在OOC设备中的 perfusion 系统对于营养物质的输送,废物清除和应用生理刺激至关重要.
• 当前的OOC输液往往会诱导剪切应力,可能会混结果或限制应用.

研究的目的:

• 开发和验证一个开放的顶部器官在芯片结构与隔间特定的输液.
• 为了能够精确地将刺激分子传递到细胞中,使用最小的非特异性刺激.
• 评估受控输液对细胞反应和微环境的影响.

主要方法:

• 使用数值模拟来分析流体动力学,并预测OOC结构内的切割应力水平.
• 制造了一种开放式OOC设备,具有隔间特定的输液.
• 进行了流量概况和细胞响应 (hiPSC-CMs) 的实验验证.

主要成果:

• 数字模拟表明,在拟议的OOC结构内,细胞经历的剪切应力很低.
• 实验验证证证实了预测的流量概况,切割应力保持在0.035mPa以下.
• 人类诱导的多能干细胞衍生心肌细胞 (hiPSC-CMs) 在通过输液输送的化学刺激剂的反应中表现出更高的跳动率.

结论:

• 开发的开放式OOC与分区特异性 perfusion 允许精确的细胞化学刺激.
• 该系统有效地减少不必要的剪切应力,使其适用于像hiPSC-CMs这样的敏感细胞类型.
• 这项技术具有很大的潜力,可以通过提供更受控制的细胞微环境来推进药物发现和开发.