Mikrofluidisk chip kan reducere bivirkninger ved strålebehandling

Organ-on-a-chip teknologi bruges til at udvikle 3D-modeller, der gør det muligt for forskere i det sydlige Australien at undersøge strålebehandlingens indvirkning på kroppens væv.

University of South Australia biomedicinsk ingeniør professor Benjamin Thierry leder en undersøgelse med forskere fra Harvard University ved hjælp af mikrofluidteknologi til at teste virkningerne af forskellige niveauer og typer stråling.

En mikrofluid cellekulturchip efterligner tæt strukturen og funktionen af ​​små blodkar og er indeholdt i en engangsindretning på størrelse med et glasglas.

Til dato, forskere har stolet på at teste strålebehandling på celler i et todimensionalt miljø på et dias.

Professor Thierry sagde, at organ-on-a-chip-teknologien kunne reducere behovet for dyreforsøg og irrelevant invitroarbejde, som begge havde store begrænsninger.

"Et vigtigt fund ved undersøgelsen er, at endotelceller, der vokser i standard 2-D-kulturen, er væsentligt mere radiofølsomme end celler i det 3D-vaskulære netværk. Dette er vigtigt, fordi vi er nødt til at afbalancere effekten af ​​stråling på tumorvæv og samtidig bevare raske, "Sagde prof. Thierry.

Fundene, udgivet i Avancerede materialeteknologier , vil give forskere mulighed for fuldt ud at undersøge, hvordan stråling påvirker blodkar og - snart - alle andre følsomme organer.

"Den menneskelige mikrovaskulatur (blodkar -systemer i organer) er særligt følsom over for strålebehandling, og modellen anvendt i denne undersøgelse kan potentielt føre til mere effektive behandlinger med færre bivirkninger for kræftpatienter, "Sagde prof. Thierry.

Mere end halvdelen af ​​alle kræftpatienter modtager strålebehandling mindst en gang i løbet af deres behandling. Selvom det helbreder mange kræftformer, bivirkningerne kan være brutale og nogle gange føre til akut organsvigt og langvarig hjerte-kar-sygdom.

Prof Thierrys team, herunder University of South Australia Future Industries Institute kollega Dr. Chih-Tsung Yang og ph.d. studerende Zhaobin Guo, arbejder i tæt samarbejde med Royal Adelaide Hospital og Harvard Universitys Dana-Farber Cancer Institute med støtte fra Australian National Fabrication Facility.

"Bedre forståelse af effekten af ​​strålebehandling på blodkar i organer - og mere generelt på sunde væv - er vigtig, især hvor ekstremt høje doser og typer af stråling anvendes, "Sagde Dr. Yang.

Forskernes næste trin er at udvikle body-on-chip-modeller, der efterligner de centrale organer, der er relevante for en bestemt kræftform.

Den sydaustralske node i Australian National Fabrication Facility (ANFF-SA) er en af ​​otte universitetsbaserede knudepunkter i Australien, som er finansieret af Commonwealth og statsregeringer, CSIRO og deltageruniversiteter.

Som supplement til University of South Australia's Future Industries Institutes forskningsinfrastruktur på Mawson Lakes campus, ANFF-SA startede for ti år siden med speciale i mikrofluidik.

Selvom dette stadig er en vigtig styrke, ANFF-SA's ekspertise er vokset til at omfatte lab-on-a-chip teknologi, avanceret sansning, funktionelle belægninger og adskillelsesvidenskab.

Produkter udviklet i de senere år inkluderer en mikrofluid enhed, der tilbyder genmodificeret celleterapi, en ikke-invasiv enhed til at teste urin for tilstedeværelse af blærekræftceller, en mikronål til en blodprøveplatform i hjemmet og en mikrofluidisk chip til mineraludvinding af høj værdi.