Исследование, опубликованное сегодня в журнале Biofabrication, излагает новый, более быстрый метод в производство ‘сердца на чипе’, который может использоваться, чтобы проверить реакцию сердечной ткани к внешним стимулам.Автор Co-лидерства доктор Лайза Скаддер сказала: «Одна из основных проблем в изобретении лекарства и развитии – неудача в клинической стадии тестирования из-за сердечной токсичности. Способ преодолеть это состоит в том, чтобы развивать новые преклинические тесты на новые наркотики, используя спроектированные ткани, которые подражают родным органам человеческого тела, таким как сердце».
Автор Co-лидерства доктор Дженна Норот сказал: «Наша работа сосредотачивается на строительстве новых платформ для тестирования и развития новых наркотиков для безопасности и эффективности, которые более предсказуемы для человеческой физиологии. Мы делаем это техническими функциональными единицами человеческих органов, используя человеческую ткань. Для сердца на чипе единицы мы стремимся построить ткань, которая является столь же сжимающейся и организована как человеческое сердце, таким образом, мы можем измерить сжимающуюся силу – главный детерминант насосного выполнения сердца.«Чип, который мы сделали, является расширением нашей предыдущей работы, которая установила новую платформу, используя миниатюризированное структурное формирование сердечной мышцы на консоли гидрогеля.
Мы используем гидрогель, потому что его механические свойства подобны внеклеточной матрице сердца. Это предшаблонное основание приводит к организованному росту сердечной мышцы.
Конечная цель должна поместить эти структуры ткани в микрожидкую окружающую среду, где мы можем тесно отрегулировать и контролировать поток нового проверяемого препарата».Однако для этого жареного картофеля, чтобы стать инструментом следующего поколения для разработки лекарственного средства и биомедицинского исследования в промышленности, они должны быть произведены в крупном масштабе непрерывные, автоматизированные, и управляемое качеством основание, в противоположность маленькому пакетному изготовлению, используемому в научном исследовании.
Доктор Скаддер сказал: «Существующий способ технических сердечных тканей включает фотомаски использования, штамповку и вручную лепное украшение желатина, чтобы создать образцы в гидрогеле для выравнивания ткани, но это занимало слишком много времени и не было практично для наших потребностей производства микросхем. Наше новое сердце на методе производства микросхем использует ультрафиолетовый лазер, чтобы скопировать гидрогель, используя рибофлавин, чтобы делать чувствительным гель для оптического удаления. Этот метод копирования тогда позволяет сердечным клеткам выравнивать в организованные пластинчатые структуры ткани как в родном сердце. Метод микрокопирования UV создает особенности на геле намного быстрее, но с той же самой резолюцией и воспроизводимостью, как традиционные методы лепного украшения».
Доктор Норот добавил: «А также будучи масштабируемым, наш новый процесс дает большую однородность, не изменяет свойства гидрогеля и до 60 процентов быстрее, чем старый процесс. Именно другой шаг к массовому производству органов на чипе, важен, если крупные фармацевтические компании собираются принять и использовать их».Научный руководитель профессор Кевин ‘Кит’ Паркер сказал: «Наша команда настойчиво двигалась за прошлые несколько лет, чтобы развивать органы на жареном картофеле, который поддается массовому производству. Этот прогресс – часть нашей стратегии строительства систем так, чтобы фармацевтический ученый боролся с препаратом, не чипом».
Доктор Скаддер добавил: «Мы нашли, что этот метод органа на производстве микросхем работает, чтобы спроектировать сердечные ткани и оценить их физиологию. Мы смогли произвести выровненную сердечную ткань и мускульные тонкие пленки с ультрафиолетовым микрокопированием, которые бьются и сокращаются в ответ на внешние стимулы как электрическое шагание.«Этот метод мог быть полезным для производства других органов – на жареный картофель, таким как мозговая или скелетная мышца на чипе.
В будущем мы надеемся подробно остановиться на этом методе фальсификации, чтобы подражать болезненным состояниям как фиброз или создать более сложные трехмерные структуры ткани, которые могли обеспечить новые инструменты для преклинического процесса разработки лекарственного средства».