Drukowanie 3D wśród metod rozwijania serca w technologii chipowej

Organ na chipie to maleńka kultura komórkowa, która naśladuje strukturę i funkcję ludzkiej tkanki - mikroorganizm, jeśli zechcesz, który pozwala naukowcom i pracownikom medycznym testować leki i inne metody leczenia. W artykule zatytułowanym "Serce na chipie: mikronaprodukcja i mikroprzepływy sterujące przyszłością inżynierii tkankowej serca" grupa naukowców omawia wykorzystanie bioskładu 3D i innych technik do tworzenia serca na chipie. < p> Naukowcy przedstawiają wnikliwe spojrzenie na wiele sposobów podejścia do inżynierii tkanek serca.

"Litografia optyczna, miękkie litografie i plazmy dostarczyły narzędzi do modyfikacji strukturalnej i chemicznej w płaskiej dwuwymiarowej modzie, "Oni twierdzą. "Lasery, elektroprzędzenie i bioprinting 3D umożliwiły jeszcze bardziej zaawansowaną produkcję, zapewniając narzędzia do wytwarzania struktur w trzech wymiarach. W kilku przypadkach wykorzystywana jest kombinacja tych technik, gdzie od konstruktu potrzebne są dodatkowe funkcje lub możliwości. Podejścia te koncentrowały się na hodowaniu komórek serca w środowisku biomimetycznym w celu stworzenia funkcjonalnej tkanki serca. "

W tych podejściach głównym celem było podsumowanie ECM, które wspiera komórki sercowe; w ten sposób podłoża lub rusztowania są wykonane z materiałów polimerowych. W zależności od metody komórki serca wysiewano na wierzch mikro-nanotechnologicznych materiałów w strukturach 2D lub 3D lub kapsułkowano w matrycy polimerowej.

"Struktury 2D dostarczyły użytecznych informacji na temat wpływu geometrii na właściwości strukturalne komórek sercowych ", stwierdzają naukowcy. "Rusztowania 3D zostały zastosowane, choć w ograniczonej liczbie, do terapii komórkowej za pomocą implantacji w modelach zwierzęcych niosących określoną chorobę serca. Ideą tego kierunku terapeutycznego jest przywrócenie niektórych funkcji w obszarach bliznowatych serca poprzez zapewnienie nowej puli funkcjonalnych komórek serca. Aplikacja ta należy do kategorii kardiologicznych leków regeneracyjnych, a docelowym celem badań klinicznych jest implantacja komórkom rusztowań dla pacjentów. "

Drukowanie 3D ma sens jako sposób na stworzenie serca na chipie, ponieważ komórki serca mogą być pobrane od pacjentów i osadzone w warstwie warstwa po warstwie, która pozwala im rozwijać się w mikro organ. Umożliwia to naukowcom badanie patofizjologii serca i testowanie leków in vitro, orazmoże również prowadzić do indywidualnej terapii ukierunkowanej na pacjenta. Te serca na chipach mogą również dostarczyć przydatnych informacji o terapiach, które nie powinny być stosowane w leczeniu raka, na przykład, ponieważ stwierdzono, że powodują one toksyczność wobec komórek sercowych w miniaturowej kulturze. Odkrycia te oferują większą wartość niż badania na zwierzętach, których fizjologia nie zawsze reaguje w ten sam sposób na leki, niż na ludziach.

Mikrofluidy są również dużą częścią tworzenia serc na chipach. Naukowcy podkreślają, że technologia zaczyna być wykorzystywana do naśladowania określonych chorób, takich jak patologiczny przerost serca i niedokrwienie.

"W rzeczywistości niektóre z opisanych technologii mikro / nanowytwarzania zostały włączone do systemów mikroprzepływowych, takie jak formowane z mikroprocesorem formowane struktury, a także trójwymiarowe rusztowania z nadrukiem biologicznym, mimo że przypadki te stanowią mniejszość "- wyjaśniają naukowcy. "Przewidujemy, że wcześniejsza wiedza i poprawne tłumaczenie informacji uzyskanych z zastosowania mikro / nanostruktur w inżynierii tkankowej serca może doprowadzić do opracowania różnorodnych systemów" Heart on Chip "zajmujących się szerokim spektrum chorób serca".

Autorami artykułu są Maria Kitsara, Dimitrios Kontziampasis, Onnik Agbulut i Yong Chen.