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通过模块化,可重复使用和 perfusion 准备的微生理系统,民主化器官芯片技术.

Daniel J Minahan1, Katherine M Nelson2, Filipa Ribeiro1

  • 1Department of Biomedical Engineering, University of Delaware, Newark, DE, 19716, USA.

Advanced healthcare materials
|September 11, 2025
PubMed
概括

一个新的模块化器官芯片平台简化了微生理系统 (MPS) 的制造和使用. 这种可适应的系统提高了复制性和可访问性,用于先进的体外模型开发.

关键词:
在体外组织模型中的组织模型.这是一个低资源的低资源.微生理系统 (MPS) 是一种微生理系统.模块化的微流体学芯片上的器官 (OOC)

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科学领域:

  • 生物技术是生物技术.
  • 组织工程是组织工程.
  • 微流体学 微流体学

背景情况:

  • 器官在芯片 (OOC) 和微生理系统 (MPS) 提供动态细胞培养,但由于复杂的制造,材料限制 (例如,聚二甲基) 和模块化性差,面临采用障碍.
  • 现有的静态细胞培养方法缺乏动态微环境的生理相关性,这对于先进的体外建模至关重要.
  • 由于OOC/MPS的制造复杂性,材料限制和缺乏模块化,OOC/MPS的广泛使用受到限制,阻碍了更广泛的科学采用.

研究的目的:

  • 介绍一种新的模块化微生理系统 (MPS) 平台,旨在使其易于使用,增强可复制性和广泛适用于器官芯片开发.
  • 将模型建立与 perfusion 实验分离,为研究人员简化工作流程.
  • 为模块化组织芯片开发建立一个可通用的框架,适应各种器官系统.

主要方法:

  • 开发一个模块化的MPS平台,使用分层弹性体插件,用于在可重复使用的烯酸带内进行双重单层细胞培养,用于 perfusion.
  • 在静态和透条件下使用双上皮和内皮细胞共同培养的验证,包括剪切应力应用.
  • 利用乙烯基切割进行可重复制造和材料测试进行生物相容性评估.

主要成果:

  • 该平台展示了高制造效率和生物相容性,支持长期细胞培养 (长达14天).
  • 成功地实现了上皮细胞和内皮细胞的共同培养,观察到 perfusion 下的 HUVECs 的剪切诱导对齐.
  • 模块化设计促进了统一的细胞播种,成像访问和并行实验,使使用量最小化.

结论:

  • 开发的模块化MPS平台克服了当前OOC技术的关键局限性,提供了一个用户友好,可复制和多功能解决方案.
  • 这种方法使先进的体外模型系统民主化,使得缺乏专门的微型制造基础设施的实验室可以使用它们.
  • 该平台作为开发各种器官特定组织芯片的基础框架,推进体外研究.