這款微型微流控芯片為研究血管疾病提供了更精確的模型,并成為藥物研發的強大平臺。
美國科學家研發出一種創新微型芯片,能精準模擬真實人體血管結構,或將徹底改變醫學界對心血管疾病的認知、診斷與治療方式。這項由德州農工大學生物醫學工程系副教授阿布舍克·賈恩博士與生物醫學工程碩士生詹妮弗·李共同開發的微流控裝置,能有效模擬動脈瘤、血管狹窄及分支血管等復雜情況。
研究團隊從真實人體血管的復雜結構中汲取靈感 —— 血管的彎曲、分支、收縮與擴張方式會對血流產生重大影響。多年來,實驗室模型僅將血管簡化為直線結構,而團隊致力于改進這一局限。如今,這款"血管芯片"不僅能在微觀尺度上精確模擬血管,還能以前所未有的視角揭示血管疾病機制,推動藥物研發進程。
突破性創新方法
據芯片設計者李同學介紹,該技術可根據患者個體特征進行定制,并為藥物測試與血流研究提供非動物實驗替代方案。"人體存在分支血管,也有突發擴張的動脈瘤,以及導致血管狹窄的病變",她解釋道,"不同血管類型會引起血流的顯著變化,進而影響細胞行為與血管疾病的發展——這正是我們想要模擬的關鍵。"
報道稱,該芯片使用構成血管內壁的人體內皮細胞。但團隊計劃引入其他細胞類型,以觀察細胞間相互作用與血流影響的綜合效應。"我們終于能夠以全新方式探索血管疾病的奧秘",賈恩博士表示,"一旦整合真實的細胞與組織材料,這些結構甚至能成為活體系統。血管疾病正發源于此,因此理解其機制至關重要。"
小芯片開啟無限可能
作為本科榮譽學生,李同學開啟了基于芯片的生物工程研究之旅。她指出,這項研究標志著向更符合生理特性、更具個性化特征的測試模型邁出重要一步。"詹妮弗展現出非凡的毅力、求知欲與創造力,并快速投入多個研究項目",賈恩博士補充道,盡管此前對器官芯片技術了解有限,李同學通過學校快速碩士項目迅速成長為高影響力研究的領軍者。
李同學特別強調該芯片的廣闊前景:"我們正在推進'器官芯片第四維度'的研發,不僅關注細胞與血流,更聚焦于復雜結構狀態下細胞與流動的相互作用 —— 這代表著該領域的全新方向。"回顧研究歷程,她表示在充滿支持與智慧碰撞的環境中,與同行、研究生及博士后學者的深度交流帶來寶貴成長機會。
"這個項目讓我們學會團隊協作、有效溝通與職業道德,并鼓勵大膽嘗試",她在新聞稿中總結道,"這種經歷對學子而言彌足珍貴,我們擁有頂尖的教師研究實驗室。"該研究獲得美國陸軍醫學研究計劃、NASA、NIH及FDA支持,成果發表于《芯片實驗室》期刊。
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