Rekonstruktion af hud på en chip

Mikrofluidik kan opfylde et stigende behov for alternativer til dyreforsøg til udvikling af lægemidler og kosmetik. Et tværfagligt team, ledet af Zhiping Wang fra A*STAR Singapore Institute of Manufacturing Technology, og Paul Bigliardi fra A*STAR Institute of Medical Biology, har produceret en skalerbar enhed i kreditkortstørrelse, der samtidig letter hudcellekultur og test.

State-of-the-art alternativer til dyreforsøg er afhængige af rekonstrueret hud. Imidlertid, disse tredimensionelle vævsmodeller genereres typisk fra statiske cellekulturer på en kollagenmatrix, der let krymper. "Når kollagen trækker sig sammen, vi ved ikke, om forbindelser, der undersøges, går gennem huden eller gennem huller mellem enheden og huden under gennemtrængningstest, "forklarer Gopu Sriram, en af ​​hovedforfatterne. For at løse disse problemer, forskerne udviklede en metode til at dyrke hud på en matrix ved hjælp af proteinet fibrin, forhindrer hudkontraktion. Huden vokser direkte i den mikrofluidiske enhed, hvor testene udføres, uden yderligere manipulation eller overførsel.

Hud dyrket i mikrofluid -enheden udviste forbedret modning af epidermis, det øverste beskyttende lag af huden. Dette oversatte til en næsten to gange stigning i epidermis tykkelse sammenlignet med standard hudækvivalenter. "Denne forbedrede epidermis korrelerede med lavere kemisk permeabilitet end i konventionelle systemer, "siger Yuri Dancik, en anden hovedforfatter. "Sammenlignet med konventionel hudrekonstruktion, hud-på-chip-platformen tilbyder bedre hudmorfologi og ydeevne, hvad angår barrierefunktion, "tilføjer Wang. Det kan også lette downstream -assays ved hjælp af kommercielt tilgængelige hudækvivalenter eller naturlig hud.

Ifølge Massimo Alberti, en anden hovedforfatter, disse forbedringer stammer fra brugen af ​​mikrofluidik. Under statiske forhold, næringsstoffer og medium diffunderer passivt gennem huden. Derimod, i mikrofluidchippen, en kontinuerlig strøm genererer tryk, der skubber kulturmediet gennem matricen og kan fungere som en "stressor for cellerne og den ekstracellulære matrix, som også kan aktivere nogle mekanisk udløste signalveje, "siger han. Denne stimulering fremmer også dannelsen af ​​en overlegen basalmembran, et "velcrolignende proteinlag, der forankrer epidermis til bindevævet kaldet dermis, "siger Sriram.

Udover at automatisere deres system, forskerne arbejder i øjeblikket på at forbedre deres model for bedre at efterligne naturlig menneskelig hud. De planlægger at øge kompleksiteten af ​​deres model ved at tilføje immunceller og forbedre dens barrierefunktion. De optimerer også mikrofluid -enheden ved at simulere blodgennemstrømningsdynamik og implementere yderligere mikromiljøkontrol "for at fremme forhold, der vil bringe systemet tættere på menneskelig hud, «siger Alberti.