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在多器官芯片平台上模拟人体血管系统研究总结

点击次数:159 发布时间:2021-04-30
 我们的多器官芯片平台(MOC)有助于正在进行的体外物质测试系统的发展,最终目标是取代动物模型。双器官平台(2OC)包括独立的电路,每个电路包含两个独立的培养腔,可用于任何3D组织构建的组合。这些空腔通过微流体通道相互连接。集成的芯片上的微泵提供微升规模的脉动血流循环。每个流路仅有600 μL的微量体积,可通过丰富的介质在培养腔之间实现自分泌和旁分泌的交互调节。
人造血管在这个测试平台中非常重要。这不仅是因为它们在供应组织方面的作用,而且作为内皮屏障与介质成分相互作用,并调节其向下层组织的扩散。尝试在培养腔内重建连续的单层内皮细胞。
 
微流体通道的内皮化是为任何生物衍生物重建生理环境的第一步。复杂的双器官平台(2OC)设计使HDMECs在接近生理条件下培养40天,并为ECs提供了合适的剪切应力环境。典型EC标记CD31、vWF和VE-cadherin的产生证实了培养物具有正常的细胞行为。
μPIV测量用来表征和优化芯片的流动动力学。与聚合珠相比,红细胞显著地阻止颗粒偶尔粘附于通道壁、细胞或细胞残留物。
HUVECs与纤维蛋白支架的结合创造了尚未充血性的微血管。三维重建了血管的基本结构和特征,为未来的器官整合奠定了基础。此外,我们设想从大的人造血管(图2)到最小的自发形成的微毛细血管(图5)建立一个连续的内皮屏障。这对于类器官(共)培养中的生理相互作用、调节和稳态稳定至关重要。此外,它是在芯片使用血液的先决条件。
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