ウィーン工科大学は、組織を作って調べることができる細かい血管を備えたオーガニックチップを開発しています。 Ludwig Boltzmann Instituteと一緒に実施された学際的研究プロジェクトは、新しい医療用途の基礎となり、少なくともはるかに正確に以前の動物実験を補完することができます。
ペトリ皿に人間の細胞を掛けることは、最近ではもはや大きな挑戦ではありません。細かい血管で人工生地を作ることは、比較的はるかに困難です。これまでのところ、酸素、砂糖、その他の物質などの組織内の生物学的に重要な輸送プロセスは、まだ完全に明らかにされていません。
実験的および臨床的外傷学のためのルートヴィヒ・ボルツマン研究所と協力して、Tu-Viennaは現在、新境地を破り、いわゆる「オルガン・オン・チップ」のバイオチップにミニファブリックを構築しようとしています。これは、正確な税、管理可能、および動物実験や人間の直接で可能になるよりもはるかに優れた、測定可能な複雑な生物学的プロセスでなければなりません。
動物実験よりも優れています
「新しい組織は、新しい血管が形成される新鮮な傷の周りで成長しなければなりません」と、ウィーン工科大学の応用合成研究所のバーバラ・バッハマンは説明します。 「私たちは、これらの自然な体が所有する創傷治癒プロセスを利用して、非常に小さなバイオチップで実験室の血管を繁殖させます」とバッハマンは続けました。
長い間、科学者はそのような研究アプローチの動物実験にのみ依存してきましたが、研究の観点からは不利な点があります。 「あなたの結果は人間に100％移転することは決してないので、動物モデルには示されていない臨床研究では常に驚くべき副作用があります」とTUのワーキンググループの責任者であるPeter Ertlは説明します。
物質の高精度調節
対照的に、バイオチップ技術では、ヒト血管細胞に供給される物質の高精度調節が可能です。ヒト細胞は、数週間にわたって栽培および検査することができます。 「内皮細胞に加えて、血管の内側を使用します。これは、血管の安定化に大きく寄与し、まるで魔法のように、数日以内にバイオチップの小さな血管のネットワークを形成します」と研究チームのマリオ・ロスバウアーは言います。
この新しく設定された細かい血液毛細血管のネットワークに加えて、酸素と栄養素で外側から組織を供給するラインは、バイオチップの「人工動脈」を導きます。自然に成長した血管は、この人工線に直接接続されていませんが、2つの領域間の境界はきつくないため、生地の永続的な交換があります。
医学のアプリケーション
「これは、一方では創傷治癒において医学において重要な役割を果たしていますが、他方では癌などの臨床写真でも重要な役割を果たしています」とERTLは強調しています。急速に成長する腫瘍に十分な量の栄養素が供給されなければなりません。そのため、細かい血液毛細血管の不自然な成長を保証します。物質交換の仕組みを正確に正確に調べる方法は、チップではるかによく調べることができます。
「天然組織に匹敵する、実際には布地と流入ラインまでの組織に供給の交換があることを示すことができました」と研究チームのサラ・スピッツは追加します。 「それは非常に重要です。バイオチップの川の速度を変えることで、布の供給が組織に細かく調節できることを証明することができました。それは簡単です」とスピッツは強調します。
学際的研究
この現在の研究分野では、いくつかの科学分野が医学と化学からマイクロ流体まで密接に連動します。科学から、少量の物質の流れの挙動から、物質科学と製造技術まで、最初の場所でチップの正確な生産を可能にします。ウィーン工科大学は、欧州連合の「インターレグ」資金プログラムに支援された、実験および臨床的外傷学のためのルートヴィヒボルツマン研究所と協力しました。
「この学際的な多様性を通してのみ、私たちはリードを解決し、国際的に独特の研究結果を達成することができます」とPeter Ertl氏は言います。 「私たちの結果は、オーガニックチップが新たに形成された組織の酸素摂取量を研究するための優れたモデルを提供していることを示しています。これは私たちの始まりに過ぎません。現在出現している研究の質問はまだ見られません。」
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