新加坡南洋理工大學的醫(yī)學研究人員嘗試利用一款新開發(fā)的MEMS微流體芯片,，實現(xiàn)研究心血管疾病成因及其預防的目標...

　　對于研究心血管疾病的成因和預防方法，未來將不僅局限于解剖老鼠或在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)心臟細胞,。在新加坡南洋理工大學(Nanyang Technological University)，醫(yī)學研究人員正嘗試利用一款新開發(fā)的微機電系統(tǒng)(MEMS)微流體芯片,，來實現(xiàn)這一目標,。

　　該芯片模擬了當脂肪和膽固醇積聚在內部動脈壁斑塊時，動脈中的精確血流情況,。在活組織中，由此產生的動脈粥狀硬化(atherosclerosis)限制血液流動,，并可能導致心臟病發(fā)作,。該芯片的關鍵在于能夠模擬心臟血管細胞的發(fā)炎反應——這種反應可能導致血液供應阻斷。如果這些反應能被抑制,，那么心臟病就不會發(fā)生。

　　實驗中,，研究人員首先使用人造血液來完善透過微流體“血管”的流動通道,，然后再用真實血液模擬需要消除的發(fā)炎反應,，以防止心臟病發(fā)作。因為在芯片上可以密切觀察到血管內壁細胞的反應,，所以研究小組聲稱他們的動脈粥狀硬化建模方法,，遠遠優(yōu)于使用培養(yǎng)細胞或實驗室動物建模條件的方法,。

　　該研究小組希望學習如何透過多種手段來調節(jié)血管收縮，以防止或至少減輕心臟病發(fā)作,。到目前為止,，研究人員專注于心臟血流的整體生物力學,，并精確地為心臟血管的形狀和幾何結構建模，以查明血管收縮原因,。

　　這個僅方寸之間的芯片擁有兩個堆疊的腔室,，透過軟性聚合物膜隔開，以模擬導致心臟病發(fā)作的情況,。底部腔室包含壓縮空氣，頂部腔室包含血液(或血樣測試流體),。為了準確地建模一顆真實的心臟,，研究人員從冠狀靜脈培養(yǎng)內皮細胞(endothelial cells),，使其充滿流體填充室。該系統(tǒng)透過將空氣泵送到軟性充氣室中來操作,，從而推動薄膜以模擬阻塞動脈中受限制的血流,。

　　在芯片上建模動脈粥狀硬化,，并評估血管的狹窄和血液的健康狀況,，以預防心臟病發(fā)作 。

　　研究人員發(fā)現(xiàn),，隨著血管堵塞情況的加劇，內皮細胞釋放出一種導致動脈粥狀硬化的蛋白質,。當使用真實血液模擬時,，免疫細胞的積聚會更快發(fā)展成動脈堵塞斑塊的脂質,。

　　據(jù)芯片研發(fā)負責人Han Wei Hou介紹，該芯片能準確地模擬這些已知的心臟病前兆,，使其成為測試新療法的理想裝置,。