詳細介紹
機械力刺激動態(tài)多功能人體組織器官模型系統(tǒng)
該系統(tǒng)將3D細胞培養(yǎng)與機械刺激微環(huán)境相結合,該系統(tǒng)集成了大多數(shù)人體器官生理/疾病狀態(tài)的關鍵要素—3D環(huán)境和機械刺激,成功研制了下一代跳動片上器官,從而可以提供更可靠,反應迅速且價格合理的臨床前模型來篩選藥物的益處和安全性。
一、牽張刺激:
能夠提供單軸拉伸變形。 它適用于培養(yǎng)體內經歷拉伸刺激的所有那些組織(即,心臟,肌腱,肌肉..)。
二、壓縮刺激
能夠提供壓縮刺激。 它適用于培養(yǎng)所有在體內經歷壓縮刺激的組織(即軟骨,骨骼,牙齒等)。
三、多芯片組合模塊
可以把4個可牽張或壓縮的芯片整合在一起,12個微結構,允許機械刺激每個平臺,并以無菌方式光學監(jiān)控培養(yǎng)物
四、牽張拉伸、壓縮刺激儀:
可以定義牽張、壓縮、流體剪切的力大小、頻率、周期和各種波形。
五、成功創(chuàng)建模型舉例:
1、心臟芯片模型,3D心臟組織模型——在體外復制同體內相一致的心臟組織及環(huán)境。具有同體內相一致特征心臟組織將大大增加體外實驗的準確性
在該系統(tǒng)上開發(fā)芯片上功能化的、能跳動的人的心臟的微型模型。 將類似于心臟跳動的機械訓練階段應用于以3D方式培養(yǎng)的人類心臟細胞。 在幾天之內,就可以自然并同時跳動生成成熟的人類心臟組織。
可以測量心臟的關鍵功能,以了解心臟跳動率,結構毒性和電活動的變化。
確實能夠像人類心臟一樣以劑量依賴性方式對藥物做出反應,從而成為篩選藥物心臟毒性和抗心律失常藥物效率的理想平臺。
機械訓練誘發(fā)整個微組織同步跳動
通過在系統(tǒng)芯片中將帶有支持性成纖維細胞的心肌細胞培養(yǎng)7天,可得到顯示出具有細長形態(tài)和典型肌節(jié)條紋(心肌肌鈣蛋白I染色)的細胞的心臟微組織。
該系統(tǒng)機械訓練類似于心臟的生理伸展運動(即10%),其結果對于獲得達到的成熟度和功能水平的心臟組織至關重要
uECG允許在線監(jiān)測心臟電生理參數(shù)
uECG以無創(chuàng)方式在線監(jiān)測表征培養(yǎng)的心臟微組織的電生理參數(shù)。 與uECG集成的該系統(tǒng)牽張?zhí)峁┝艘环N*的工具來捕獲藥物對心臟電的影響
2、體外人類骨關節(jié)炎(OA)軟骨芯片模型
該系統(tǒng)成功開發(fā)了業(yè)界個體外人類芯片化骨關節(jié)炎(OA)軟骨微型模型。健康的軟骨微結構先由嵌入水凝膠的人體關節(jié)軟骨細胞產生,并在系統(tǒng)芯片中靜態(tài)培養(yǎng)2周。由于采用了我公司機械力調整芯片技術,因此將類似于OA病理條件的機械超負荷應用于健康的軟骨微組織。 芯片病理刺激在幾天內導致了OA樣微組織的產生,其表型和基因型與OA臨床證據(jù)相關。
該軟骨模型提供了OA關鍵指標的測量,包括合成代謝-代謝平衡變化,炎癥的發(fā)生,基質降解酶的產生以及關鍵分子途徑的變化。
動物模型和其他體外平臺無法在這種程度上模仿人類病理。因此,該軟骨模型可用于測試潛在的新型抗OA候選藥物逆轉病理學的效率,這是個能夠復制OA疾病的體外平臺。
在系統(tǒng)中生成健康的人類軟骨微組織
通過在系統(tǒng)中在靜態(tài)條件下培養(yǎng)人類健康的關節(jié)軟骨細胞兩周,獲得了一種軟骨微組織,表現(xiàn)出細胞外基質的天然樣沉積(II型膠原蛋白和聚集蛋白聚糖含量豐富),并且具有與人類相匹配的特征基因譜軟骨。
系統(tǒng)機械過載導致類似OA的合成代謝-分解代謝平衡變化
系統(tǒng)病理刺激可引起軟骨穩(wěn)態(tài)向分解代謝的轉變,這由合成代謝基因(COL2A1和ACAN)的表達缺失,MMP13軟骨降解酶的產生增加以及炎癥相關基因(IL6和IL8)的上調來證明。
系統(tǒng)誘導出類似OA的基因圖譜
系統(tǒng)病理刺激觸發(fā)了與OA臨床證據(jù)兼容的基因表達譜的獲取。 COL10A1和IHH表達上調,表明該模型向瞬時鈣化軟骨的肥大分化觸發(fā)。 在uBeat®病理刺激下,GREM1,F(xiàn)RZB和DKK1(與OA發(fā)病呈負相關的BMP和Wnt信號拮抗劑)下調,其水平與天然OA軟骨樣品中檢測到的水平匹配
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心臟組織及環(huán)境模擬系統(tǒng)產品介紹