多器官“Human-on-a-Chip”使长期毒理学测试

替代动物实验对象是离现实更近一步的成功测试多器官“human-on-a-chip”模型来概括28天通常用于动物实验评估药品和化妆品的系统性毒性化合物。

发表在《先进功能材料,微流体设备互连模块包含来自人体的心脏,肝脏,骨骼肌和神经系统细胞能够维持细胞生存能力和实时记录细胞功能为28天。

佛罗里达中央大学(佛罗里达)与佛罗里达Hesperos生物技术公司合作,Inc .)已经表明,它的一个创新four-organ体外模型系统能够现实地复制体内反应持续的人类细胞的药物剂量。

“技术可以让我们在不久的将来,将慢性药物实验从动物模型这些小说人类体外模型,“Hesperos首席科学家詹姆斯·j·西克曼说,他是一个教授UCF的纳米科学技术中心。

这很重要,因为研究新化合物的毒性和有效性两个急性和慢性暴露。

虽然organ-on-a-chip模型曾被用于的作用机制验证(功效)和急性毒性筛选,他们没有适合长期研究由于半衰期短,缺乏organ-organ沟通,结果很难推断人体器官功能。

Hesperos系统克服了这些局限与一个模型,允许其微小器官之间的相互作用,在无血清培养的血从真正的人类细胞,替代解决方案,实际上复制系统的身体反应任何化合物引入。

它还可以无创性评估神经元和心肌细胞的电活动,以及心脏和骨骼肌收缩的机制。这种监测细胞功能是至关重要的在慢性毒性测试模拟体内的功能。

以达到28天测试里程碑,Hesperos工程师使用计算流体动态建模修改现有的多器官模型。他们使他们更小,改善他们的流动特性,结合功能的测量。

“我们创造了一个有价值的工具模型已知药物的药物动力学和药效学,符合我(国际委员会统一技术要求药品对人类使用)的指导方针,“西克曼补充道。“在未来,它还可以被用来产生机械模型预测的结果未知的药物,和在其他精密医学应用程序。”

该工具特别宝贵的化妆品行业,使用动物来评估毒性的成分已经被禁止在欧盟,以及最近在美国的一些地区。

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参考:

Oleaga et al。(2019)长期机电功能监测一个人类作业检测芯片系统。先进功能材料https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201805792?af=R