用于微芯片上肝细胞培养的新型凝胶

用于微芯片上肝细胞培养的新型凝胶

刘的科学家开发了一种新的方法来生产水凝胶,这种水凝胶的性质与人体细胞的自然环境相似。这种材料可以适应难以培养的细胞类型的各种要求,并在微芯片上产生类似器官的结构。

这种材料由两种成分组成,它们与活细胞一起混入水中。发生自发的化学反应,使组分形成水合凝胶,水凝胶,类似于天然存在的基质。

实验室培养的细胞有许多用途,其中之一就是检测各种新物质是否对细胞造成伤害。一种快速增长的芯片上器官技术,涉及到从人体器官中培养细胞的小芯片供应氧气和营养。科学家们正试图开发一种更加复杂的模型来模拟人体组织或完整器官的功能。这类模型可用于医学研究的许多领域,例如测试潜在药物,并可长期替代一些动物实验。

然而,培养人类细胞并不容易。它们通常有非常具体的要求,很容易死亡。在人体内,细胞被称为基质的支撑结构所包围。这是一种水合凝胶,主要由蛋白质和碳水化合物组成。细胞的环境因组织类型不同而不同,对细胞功能有重要影响。刘的研究人员正在开发一种软性材料,可以更接近人体细胞的自然环境,用于细胞培养。

“我们的新材料使性能能够适应广泛的范围。新的功能,如细胞所需的小蛋白片段,可以被整合,这样即使是挑剔的细胞也可以复制并发挥功能”,丹尼尔·艾利说,他和卡尔·弗雷德里克·曼德纽斯一起领导了这项研究。他们都在物理、化学和生物系工作。

这种材料,在一篇关于生物制造的文章中描述过,由两种成分和活细胞混合在水中组成。发生化学反应,使组分形成水合凝胶,水凝胶,类似于天然存在的基质。这种化学反应是自发发生的,不影响细胞。科学家们对水凝胶的性质进行了广泛的测试,并将其与其他常用的材料进行了比较。

“我们可以在很大范围内调整水凝胶的力学性能。我们还可以控制凝胶的形成速度:重要的是它不会发生太快或太慢,”Daniel Aili说。

肝脏在新药物的检测中很重要,因为肝脏处理我们服用的许多药物。出于这个原因,研究人员利用从干细胞中提取的肝细胞,用水凝胶在芯片上制造了一个人的肝。研究小组能够适应这种材料,即使是这些要求很高的细胞也能增殖并发挥作用。水凝胶的基本结构中不含蛋白质,但研究人员在材料中加入了一种重要蛋白质的合成片段,这种蛋白质存在于人体肝脏周围的组织中。当他们在水凝胶中加入这种模仿蛋白质的成分时,芯片上的肝细胞开始产生白蛋白,就像肝脏在身体中一样。穿实验室外套的年轻人与水凝胶研究生迈克尔·克鲁合作,对水凝胶卡林S_Derlund Leifler的特性进行了广泛的测试。

“我们的材料的主要意义可能是开发有用的肝脏模型,可用于简化药物开发的早期阶段。我们的水凝胶对于任何想控制培养细胞的物质含量的人来说都是非常有趣的。而且很容易适应不同类型的细胞和组织”,丹尼尔·艾利说。

这项研究得到了欧盟创新药物倡议联合会、瑞典研究委员会、瑞典战略研究基金会(SFF)、卡尔-特里格尔基金会、克努特和爱丽丝沃伦堡基金会的资助,瑞典政府在功能科学材料科学方面的战略研究领域。联平大学的ALS。

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