微工程膜阵列肺上芯片与水凝膜和模拟呼吸机制用于抗纤维性检测

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 生物材料工程 生物材料工程
• 呼吸系统医学 呼吸系统医学

背景情况:

• 目前的体外试验模型缺乏人类气膜微环境的生物机械复杂性.
• 复制原生气泡底膜的脆弱性和机械性质是具有挑战性的.
• 精确的,可控的微米尺度偏移对于模拟呼吸机制至关重要.

研究的目的:

• 开发一个肺上芯片平台,准确复制人类气膜微环境的生物机械和结构特征.
• 创建一个用于呼吸道疾病建模和治疗评估的系统.
• 为了使抗纤维菌药物的临床前测试.

主要方法:

• 使用精密注射成型制造悬浮水凝膜 (原和弹性质) 的制造.
• 在膜上共同培养人类膜上皮质细胞和肺纤维细胞.
• 应用循环机械应力模仿呼吸运动和TGF-β1刺激.
• 药理学测试使用抗纤维菌药物nintedanib.

主要成果:

• 在TGF-β1.1.存在的情况下,循环拉伸放大了纤维化信号,增加了细胞外矩阵 (ECM) 组件表达 (原I,III,纤维蛋白).
• 丁丁达尼布治疗降低了ECM蛋白和等离子体激活剂抑制剂-1 (PAI-1) 的表达.
• 肺上芯片系统证明了可重复性,并促进了中等通量运行.

结论:

• 基于膜阵列的肺上芯片系统有效地弥合了传统模型和人类肺生理学之间的差距.
• 这个平台为肺纤维化机制研究提供了一个强大的工具.
• 它作为一个有价值的系统,用于临床前评估治疗干预在呼吸系统疾病.