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胶原蛋白膜有助提升器官芯片准确度

胶原蛋白膜有助提升器官芯片准确度

美国科学家为了更有效诊断与治疗消化系统疾病,研发出用于人体器官芯片(organs-on-chips)的首款以胶原蛋白为基底的薄膜(collagen-based membrane),较其它种类的薄膜更为自然,也可以使器官芯片更准确模拟健康肠道细胞生病的状况以及对于药物治疗的反应。
    过去科学家都是在实验室的培养皿培养细胞,并通过动物实验研究疾病及可行的治疗方法。然而,这些做法无法完全模拟人体实际的运行状况。为此,近来科学家研发出一种新方式,即在微流体芯片(microfluidic chip)培养活体细胞,也就是俗称的器官芯片。
    通常每组官芯片是由一组延展性佳、半透明的聚合物或围绕着多孔膜的塑料所组成。从器官中萃取出来的人体细胞可以在这些聚合物或薄膜上生长。然而,这些薄膜通常是由塑料组成,可能会阻碍细胞作用或使实验结果出现偏差。
    美国伊利诺伊理工大学(Illinois Institute of Technology)的Abhinav Bhushan教授与其同事研发出更自然的薄膜,可促进人类细胞的正常成长与发展。
    Abhinav Bhushan研究团队以三种不同的微流体装置进行测试。第一种没有薄膜;第二种采用以塑料组成的薄膜;第三种则采用以胶原蛋白为基底的薄膜。胶原蛋白是人体内很常见的蛋白质,有助形成缔结组织。
    研究团队将人体结肠细胞分别放入这3种装置。经过5天,研究团队通过显微镜评估发现,胶原蛋白膜内的结肠细胞存活率明显高于其它装置内的细胞,且分化得更为良好。不仅如此,这些细胞还与胶原蛋白纤维结合,重塑微芯片内的环境。
采用胶原蛋白膜的器官芯片装置有助强化人体结肠细胞的生长、存活率与屏障功能。未来,此方式也有望用于其它的器官细胞,成为医界评估与治疗各种人体疾病的一大助力。

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