膠原蛋白膜的器官芯片裝置有助人體結(jié)腸細(xì)胞的生長、存活率

美國科學(xué)家為了更有效診斷與治療消化系統(tǒng)疾病，研發(fā)出用于人體器官芯片(organs-on-chips)的首款以膠原蛋白為基底的薄膜(collagen-based membrane)，較其它種類的薄膜更為自然，也可以使器官芯片更準(zhǔn)確模擬健康腸道細(xì)胞生病的狀況以及對于藥物治療的反應(yīng)。

過去科學(xué)家都是在實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)皿培養(yǎng)細(xì)胞，并通過動物實(shí)驗(yàn)研究疾病及可行的治療方法。然而，這些做法無法完全模擬人體實(shí)際的運(yùn)行狀況。為此，近來科學(xué)家研發(fā)出一種新方式，即在微流體芯片(microfluidic chip)培養(yǎng)活體細(xì)胞，也就是俗稱的器官芯片。

通常每組官芯片是由一組延展性佳、半透明的聚合物或圍繞著多孔膜的塑料所組成。從器官中萃取出來的人體細(xì)胞可以在這些聚合物或薄膜上生長。然而，這些薄膜通常是由塑料組成，可能會阻礙細(xì)胞作用或使實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差。

美國伊利諾伊理工大學(xué)(Illinois Institute of Technology)的Abhinav Bhushan教授與其同事研發(fā)出更自然的薄膜，可促進(jìn)人類細(xì)胞的正常成長與發(fā)展。

Abhinav Bhushan研究團(tuán)隊以三種不同的微流體裝置進(jìn)行測試。第一種沒有薄膜；第二種采用以塑料組成的薄膜；第三種則采用以膠原蛋白為基底的薄膜。膠原蛋白是人體內(nèi)很常見的蛋白質(zhì)，有助形成締結(jié)組織。研究團(tuán)隊將人體結(jié)腸細(xì)胞分別放入這3種裝置。經(jīng)過5天，研究團(tuán)隊通過顯微鏡評估發(fā)現(xiàn)，膠原蛋白膜內(nèi)的結(jié)腸細(xì)胞存活率明顯高于其它裝置內(nèi)的細(xì)胞，且分化得更為良好。不僅如此，這些細(xì)胞還與膠原蛋白纖維結(jié)合，重塑微芯片內(nèi)的環(huán)境。采用膠原蛋白膜的器官芯片裝置有助強(qiáng)化人體結(jié)腸細(xì)胞的生長、存活率與屏障功能。未來，此方式也有望用于其它的器官細(xì)胞，成為醫(yī)界評估與治療各種人體疾病的一大助力。