皮特接受NIH赠款开发仿人体关节的三维组织芯片。
美国国家卫生研究院(NIH)已拨款120万美元支持多机构项目由匹兹堡大学的工程师一个三维的joint-on-a-chip叫做“microjoint,“复制一个小规模的人体关节。该microjoint将用于测试药物对关节疾病的治疗研究。
膝关节的组织成分(左)由人力microjoint建模,由安置在单独的药物测试,连接组织(右)。学分:洛基团/匹兹堡大学
创伤、炎症、感染和老化会对关节组织造成损害,最终导致关节炎,包括骨关节炎,导致身体残疾和危及生活质量。尽管是最常见的关节退行性疾病,影响约1 6人,骨关节炎没有有效的治疗方法,主要是因为疾病知之甚少,这是常用的动物模型研究不充分复制由于解剖和功能上的差异,人类疾病。
以Pitt为首的microjoint项目,在斯坦福大学和杜兰大学的合作者,是由国家推进转化科学中心(NCATS)国家计划的一部分,美国国立卫生研究院开发的三维微观的生理系统平台的人类疾病模型。组织芯片用于疾病建模和有效性测试计划,目的是使研究人员能够更好地识别和识别疾病,更准确地预测病人对治疗药物的反应。该项目是唯一一个专注于退行性关节疾病的项目。
皮特是接受NIH奖的13个机构之一,支持旨在提高临床试验中药物成功率的研究。目前,超过60%的研究药物由于缺乏有效性而在临床试验中失败,尽管在细胞和动物研究模型中显示出了希望。
“我们正在建设一个什么会,我们希望将准确复制人类关节炎疾病的第一joint-on-a-chip,从而允许深入了解疾病的过程中,会导致潜在的治疗方法的发现,”首席研究员石团,Ph.D.说,在细胞和分子工程中心主任,并在医学匹兹堡大学医学院矫形外科系杰出教授。Tuan以干细胞生物学、肌肉骨骼组织工程、再生医学以及他在生物医学教育方面的创新领导作用而闻名于世。他还是皮特军事医学研究中心主任和麦高文再生医学研究所副所长。
除了团,在奖的合作者是Bruce Bunnell,Ph.D.,杜兰中心的干细胞研究和再生医学在杜兰大学医学院药理学教授主任Stuart Goodman,M.D.、斯坦福大学的矫形外科教授。
研究人员将通过创建和组合多个关节组织,包括软骨、骨、关节囊和脂肪来设计芯片。这种组织将利用一种特定类型的成人干细胞,称为间充质干细胞,包裹在一个光激活的凝胶内,作为支架。此外,该模型还包括巨噬细胞,这是与关节疾病中常见的炎症相关的免疫细胞。这些联合组织和细胞之间的生物相互作用将通过在相互连接的个体定制的微型生物反应器中培养出来来模拟。
第一microjoint模型将寻求复制正常关节和那些受损伤、炎症和糖尿病并发症。一旦完成,研究人员计划测试不同的药物化合物来治疗病变关节的能力。