至科学家造出“心脏芯片”帮助筛选药物

科学家造出“心脏芯片”帮助筛选药物

美国加州大学伯克利分校生物工程师正在开发1种先进的 心脏芯片 。目前，他们的芯片是1个装在1英寸长的硅树脂上的搏动心肌细胞网，也是1个实际上的人类心脏组织的模型。经血考验着其承压能力汗管药物测试证明，可作为1种药物挑选工具。这类器官芯片代表人们在开发精准、快速药物毒性测试方法上迈出了重要1步。相干论文发表在近日的《科学报告》杂志上。

据逐日科学网站近日报导，该项目由生物工程教授凯文 海利负责，旨在开发能摹拟人体器官结构与功能的3-D人体组织芯片。 这些芯片终将取代动物用于安全有效的药物挑选。 海利说。

用动物模型来预测人类对新药的反应，失败率很高，主要缘由是物种间的根本生理差异。如人类和其它动物心脏细胞导电的离子通道，在数量和类型上都有很大不同。海利说： 以这些通道为标靶的血汗管药物，常常由于这些差异而无效。开发1种药物平均要花费50亿美元，而其中60用于前期的研发本钱。1种良好的人体器官模型将大大节省把1种新药推动市场的本钱和时间。

研究人员设计的 心脏芯片 是1种心脏微生理学系统，其3维结构能和人类心脏的形状结构及结缔组织纤维间隔相媲美。在装载区加入不同的心脏细胞，24小时内，它们开始以正常节律跳动，每分钟55次至80次，这是正常成人的心律基准。在血管模型细胞区两边的微流通道，能摹拟营养和药物在人体组织的交换。将来，还能监控细胞是怎样清除内部的代谢废物。

这不是1个简单的细胞培养器，把组织浸入静止的液体中， 论文作者、海利实验室博士后阿努拉格 马修说， 我们设计的这1直径12—25的最为常见系统是动态的，它实际上复制了我们体内的组织，并曝露在营养和药物中。

研究人员用4种已知的血汗管药物：异丙肾上腺素、E⑷031、维拉帕米和美托洛尔对该系统进行了测试，根据心律变化来检测它们对药物的反应。比如异丙肾上腺素是医治心动过缓的，半小时后能使心律从每分钟55次增加到124次。

研究人员指出，人工心脏组织的活性和功能可以保持几周，在这段时间里，可用它测试多种药物。这类心脏芯片调剂后还能300建筑物隔热用硬质聚氨酯泡沫塑料摹拟人类遗传疾病、筛查个人对药物的反应。他们还在研究该系统能否摹拟多器官的相互作用。

如果把心脏和肝脏组织连接起来，我们就可以肯定是不是1种药物1开始在心脏效果很好，却在经肝脏代谢以后变得有毒这很重要。 海利说。