Чтобы преодолеть последнее, ученые разрабатывают системы, которые подражают тканям и функциям органа в условиях очень близко к действительности. Подобные устройства, названные «Орган на чипе», включают микроокружающая среда и microarquitectures, чтобы подражать живущим органам и тканям.Команда ученых в Барселоне разработала микрожидкое устройство, которое подражает человеческому относящемуся к сетчатке глаза кровью барьеру. Ученые от Biomedical Applications Group Института Микроэлектроники Барселоны (IMB-CNM) Совета Spanisch по Научному исследованию (CSIC), CIBER-BBN, и от группы Диабета и Метаболизма Vall d’Hebron Research Institute (VHIR), Института CIBERDEM-здоровья Карлос III и Автономный университет Барселоны (UAB).
Исследование, показанное на покрытии журнала чип Lab-a, то, что эксперты технически называют «доказательством понятия», то есть, это демонстрирует выполнимость дизайна, предполагаемого учеными.Эмуляция структуре относящегося к сетчатке глаза кровью барьера
Хосе Ест, ученый CSIC из IMB-CNM и из Отдела Микроэлектроники и Электроники Систем в UAB и главного автора исследования, объясняет, что устройство составлено несколькими параллельными отделениями, устроенными, чтобы подражать относящейся к сетчатке глаза структуре слоя. В каждом отделении тип клеток был культивирован: эндотелиальные клетки (которые составляют капиллярные суда, которые несут на борту кислород и питательные вещества), нейронные клетки (которые формируют нейросетчатку), и относящиеся к сетчатке глаза пигментированные эпителиальные клетки, которые формируют внешний слой относящегося к сетчатке глаза кровью барьера.
Отделения связаны сеткой микроуглублений под клетками, с которыми клетки могут обменять молекулы сигнала и поэтому общаться между ними. В результате вещества, произведенные некоторыми клетками, могут достигнуть других клеток, произведя сотовую связь и взаимодействие как в живущем органе. Кроме того, устройство позволяет выставить эндотелиальные клетки конкретным механическим условиям, как те вынужденные кровотоком.Как вилла Rosa, ученый CSIC и лидер Biomedical Applications Group, объясняет, «в живом организме, эндотелиальные клетки, которые покрывают внутренние стенки кровеносных сосудов, выставлены механическому стимулу кровотока.
В клеточных культурах, где это условие не воспроизведено, мы могли сказать, что клетки похожи «сонный» и не реагируют, как они сделали бы в реальных условиях».Рафаэль Симо, который возглавляет группу Диабета и Метаболизма Vall d’Hebron Research Institute (VHIR), говорит: «Самая соответствующая особенность этой технологии – то, что имитаторы, что происходит ‘в естественных условиях’ в сетчатке и поэтому может быть существенным инструментом, чтобы повысить в пробирке экспериментирование. На устройстве клетки постоянно растут в контакте с жидкостью, как это происходит в человеческой сетчатке.
Кроме того, клетки держат близкое взаимодействие между ними химическими посредниками, которое делает возможным видеть то, что происходит в типе клетки, когда другой тип клетки поблизости поврежден. Кроме того, возможно измерить электрическое сопротивление для оценки функциональности относящихся к сетчатке глаза нейронов».Ученые проверили правильное формирование относящегося к сетчатке глаза кровью барьера, оценивающего его проходимость, его электрическое сопротивление и выражение некоторых белков трудных соединений между клетками, которые выражены, когда клетки установили барьерную функцию.
Тесты были разработаны, чтобы проверить, был ли барьер правильно сформирован, но хранение естественной проходимости, чтобы позволить проход питательных веществ и кислорода, и узнать, были ли клетки в контакте и взаимодействии.Это устройство, ученые говорят, может использоваться, чтобы изучить эффекты молекул или условий нанесения вреда на человеческой сетчатке.
Команда также хочет использовать устройство, чтобы изучить диабетическую ретинопатию, болезнь, причины которой и прогрессия еще не хорошо поняты.Ранее, руководитель группы виллой Rosa в Институте Микроэлектроники Барселоны (IMB-CNM) CSIC действительно создавал устройство, которое подражает гематоэнцефалическому барьеру.
Кроме того, они развивали микрожидкую палату (Чип Liver-a), который подражает печеночному микрообращению. В этом случае они проектировали и произвели устройство вместе с учеными из IDIBAPS.