與非網(wǎng) 3 月 27 日訊,，盡管科學(xué)家已經(jīng)成功地制作出了各種“ 芯片上的器官 ”模型，但眼睛卻特別具有挑戰(zhàn)性，因為當(dāng)我們眨眼時，淚膜會定期在其表面上移動，而該動作最近已在新設(shè)備中復(fù)制,。

這種新工具——“芯片上的角膜”由日本京都大學(xué)的研究人員開發(fā) - 眼角膜是眼睛前端一層透明薄膜，覆蓋了瞳孔,，虹膜和前房,。

 這種 3D 打印設(shè)備由四個上部和四個下部通道組成，這些通道由透明的聚酯多孔膜隔開,。人角膜細(xì)胞在每個上部通道中孵育 7 天,，在這段時間內(nèi)它們會生長，在膜的頂部形成細(xì)胞的固體屏障,。然后將流體泵送通過上腔室和下腔室,，將壓力施加在角膜組織層的兩側(cè)。這模擬了一種方式，在這種方式下,，真實的角膜在一側(cè)通過眼瞼的眨眼和淚液的運動而受到壓力,，而在另一側(cè)則通過眼內(nèi)的流體受到壓力。

研究人員在測試“芯片上的角膜”時發(fā)現(xiàn),，模擬的眨眼實際上改變了角膜細(xì)胞的形狀并增加了其細(xì)絲的產(chǎn)生,，從而有助于保持細(xì)胞的柔韌性和可拉伸性。

和科學(xué)家 Ken-ichiro Kamei 共同領(lǐng)導(dǎo)了這項研究的藥物科學(xué)家 Rodi Abdalkader 說：“發(fā)現(xiàn)類似眨眼的刺激對這些細(xì)胞具有直接的生物學(xué)影響真的很有趣,?！?我們經(jīng)常不知不覺地眨眼。每次眨眼,，剪切應(yīng)力就會施加在角膜屏障上,，使角膜反防御系統(tǒng)分泌纖維絲，例如角蛋白,，以克服壓力的影響,?！?/p>

研究人員希望一旦進(jìn)一步發(fā)展,，該技術(shù)可用于研究眼部疾病和評估實驗藥物。關(guān)于這項研究的論文最近發(fā)表在《Lab on a Chip》上,。

這并不是我們所見過的第一個模擬眨眼的芯片,。去年，賓夕法尼亞大學(xué)的一個團(tuán)隊發(fā)布了一個模型,，該模型實際上包含了一個移動的明膠平板“眼瞼”,。

器官芯片是一種微流體培養(yǎng)裝置，由透明的柔性聚合物組成,，其大小與計算機(jī)記憶棒的大小相同,，該聚合物包含兩個平行的空心通道，這些通道被多孔膜隔開,。器官特異性細(xì)胞在其中一個通道的膜的一側(cè)培養(yǎng),，而血管內(nèi)皮細(xì)胞在另一條通道上重現(xiàn)血管，而每個通道都分別灌注有細(xì)胞類型特異性培養(yǎng)基,。多孔膜允許兩個隔室相互連通,，并交換分子，例如細(xì)胞因子,、生長因子和藥物,，以及由器官特異性代謝活動產(chǎn)生的藥物分解產(chǎn)物。

臨床前測試中需要動物的一個例子是藥物“藥代動力學(xué)”（PK）的表征,，其中涉及對其吸收,、分布、代謝和排泄（ADME）的量化,，這共同決定了血液中的藥物水平,。這些反應(yīng)涉及通過包含流動血液的脈管系統(tǒng)連接的不同器官之間的相互作用,。

現(xiàn)在已經(jīng)可以通過在芯片上設(shè)計一些器官的實驗來治療其中一些真正棘手的慢性炎癥疾病。