实验室生长的骨头可以改变我们测试新的医疗方法

　　谢菲尔德大学(UniversityofSheffield)的工程师开发了一种新技术，可以用来测试人体器官和骨组织的新疗法--同时减少对动物研究的需求。
　　这项研究由美国大学材料科学与工程系和Insieneo硅质医学研究所的研究人员以及西班牙拉蒙勒尔大学的合作者共同领导。骨-芯片上装有微型脚手架的装置，可用于在实验室培养人体骨组织。
　　在这篇《生物工程与生物技术前沿》发表的新论文中，研究人员演示了芯片上的骨头--一种含有活细胞的微小芯片--如何被用来生长骨组织，然后这些组织可以被用来。以及试验新的治疗疾病或受损骨骼的潜在疗法。
　　测试新药通常需要广泛的活体测试，其中就包括大量的动物模型。然而，谢菲尔德大学领导的团队开发的新方法是在体外开发的--完全在实验室中--并减少了动物在研究中使用的需求。
　　研发芯片上的器官领域的目标是在实验室中制造包含骨、肝或肺等器官微型版本的小型设备。通过在小版本的人体器官，希望能有更高的成功率找到那些能在人类身上工作的而不是在动物模型中。
　　其目的就是有一天，他们开发的设备可以连接到其他芯片上的器官--如肝脏、心脏、肺等--从而创造出一种芯片上的人类，这将完全消除开发新的医疗方法对动物研究的需要。
　　在体外测试新的治疗方法通常是在生长在平面，二维表面上的细胞。然而，研究团队已经在他们的芯片骨内创造了更像真正骨的三维支架结构。
　　来源： Unsplash
　　这种三维结构是使用一种称为聚合高内相乳液(PolyHIPE)的材料开发的，使用的是一种叫做乳液模板的技术。乳状液是油和水的混合物。聚HIPE是由一种在紫外光下固化的油制成的，它可以制造出一种塑料材料，其中含有数以百万计的相互连接的小孔，原来的水就在这里。这些高度多孔的材料形成了一个支架，帮助细胞在3-D中创造新的骨组织。
　　在制作了三维支架后，研究小组将其插入到微型生物反应器中，以制造芯片上骨的装置，并利用体外技术来评估这些来自人类干细胞的骨组织可重复生长的潜力。
　　在这篇新的论文中，研究人员提出了研究结果，证明芯片上的器官技术有可能通过增加吞吐量来革命性地改变药物的临床前测试，同时最小化的动物研究和与之相关的财务及伦理问题。
　　谢菲尔德大学材料科学与工程系生物材料专业读者Fredrik Claeyssens博士说：＂在多孔材料中引入微流控通道，可以让我们比标准微流控技术更好地模拟细胞的自然三维环境。在我看来，这是一项伟大的技术，可以在芯片上构建复杂的三维组织或器官，作为药物测试的测试平台。这些平台有可能减少用于临床前药物测试所需的时间和精力，并减少动物模型的使用。
　　更多信息：Frontiers in Bioengineering and Biotechnology (2020)
　　DOI: 10.3389/fbioe.2020.557111