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彼らは人間の循環器系を模倣した血管マイクロチップを作成しました

革新的な血管チップで血管の複雑さを「地図化」 人間の循環システムは、非常に複雑な道路網のようなものです。これには、閉じた曲がり、分岐、血管の合流点、および血流が困難になる領域が含まれます。しかし、何十年にもわたって医学研究は、血管を単純な真っ直ぐな管として扱う実験室モデルに基づいていました。この過度の単純化により、重篤な疾患に対する理解が大幅に制限され、完全に標的を絞った治療法の開発が妨げられました。 今日、テキサスA&M大学生物医工学部の研究者らは、 現在 根本的なアプローチ。彼らは、実際の人間の血管の複雑な構造を正確に複製する、カスタマイズ可能な「血管チップ」プラットフォームを作成しました。 この成果により、実験動物を使用せずに個別化医療や薬物検査を行うための新たな道が開かれます。 研究室における循環系の構造 ベッセルチップは、人間の血管系を顕微鏡スケールでシミュレートする特殊なマイクロ流体デバイスです。または ジェニファー・リー生物医工学の大学院生である彼は、准教授アビシェク・ジャイン博士の指導の下、私たちの体に見られる実際の解剖学的変化を再現する高度なモデルを設計しました。 研究者が説明するように、人体には分岐のある血管や、突然拡張する動脈瘤の場合だけでなく、流れを大幅に制限する狭窄もあります。これらすべての異なる形状は、血液の循環方法を根本的に変えます。同時に、血管の内壁は、流れの力学に応じてさまざまなレベルのせん断応力を受けます。これらの現象を正確にモデル化することが科学チームの中心的な目標でした。 心血管疾患治療用のライブモデル 革新は幾何学的なデザインにとどまりません。の 科学者 彼らは現在、これらのデバイス内に実際の細胞材料を埋め込むことができ、チップを機能的に「生きた」ものにします。現段階では、血管の内側を覆う細胞である内皮細胞に研究が焦点を当てています。 ジェイン博士によると、これらの非常に複雑な構造で何が起こっているのかを理解することは、血管疾患が発生しやすい場所であるため、非常に重要です。現実を完全に模倣した環境で、アテローム性動脈硬化症や危険な動脈瘤の形成などの疾患を研究できる可能性は、現代の生物病理学および薬理学にとって大きな前進です。 「Organs-on-a-Chip」の四次元 この特別な研究活動は、人間の臓器を模倣するマイクロチップの急速に成長している分野の一部です。テキサス A&M チームは、自分たちの仕事をこのテクノロジーの「4 次元」と表現しています。現在では、セルと単純な流体の流れだけではなく、複雑な建築状況におけるセルと流れの間の動的な相互作用に焦点が当てられています。 次のステップでは、専門家らは生物学的相互作用を完全にマッピングするために、他の細胞タイプを追加してモデルを強化することを計画しています。このような開発により、製薬会社は新しい製剤の効力と毒性をより高い精度で制御できるようになり、新薬の開発にかかる時間とコストの両方が削減されます。 個別化医療の大きな賭け 先進的な血管チップの応用により、日常の臨床業務が変革され、個別化医療が強化されることが期待されています。見通しは明らかです。マイクロ流体デバイスは、特定の患者の血管の正確な解剖学的構造に基づいて設計できるようになるでしょう。たとえば、患者が複雑な冠動脈疾患を抱えている場合、研究者は自分の血管の正確なレプリカを研究室で作成できるようになります。したがって、主治医は、どの薬が最も効果的かを事前に知ることができます。 大手オペレーターによる幅広いサポート この発見の重要性は、それを支援するさまざまな組織によって証明されています。このプロジェクトには、米国国立衛生研究所 (NIH)、NASA、食品医薬品局 (FDA)、国立科学財団 (NSF) などの主要機関から資金提供を受けました。特に NASA などの組織の関与は、微小循環の深い理解が、重力条件が循環に大きな影響を与える複数年にわたる宇宙ミッション中の宇宙飛行士の健康状態のモニタリングに直接的な影響を与えることを示唆しています。 血管チップの開発は、血管系の認識方法に大きな変化をもたらしました。医学界は現在、人体の最も困難な「経路」をマッピングするための適切な技術ツールを手に入れており、心血管疾患に対するより効果的な介入に対する合理的な期待が生まれています。 #彼らは人間の循環器系を模倣した血管マイクロチップを作成しました