Lab-on-a-chip driver søgning efter nye lægemidler for at forhindre blodpropper

Et lille laboratorium på størrelse med et frimærke kan være den næste store ting i søgen efter sikrere antikoagulationsmedicin for at forhindre hjerteanfald og slagtilfælde.

Effektiviteten af ​​den nuværende antikoagulationsmedicin kan begrænses på grund af risikoen for komplikationer, driver et behov for alternativer, der både kan forhindre dannelse af blodpropper og reducere risikoen for overdreven og livstruende blødning.

Den nye biokompatible lab-on-a-chip, detaljeret i et papir, der for nylig blev offentliggjort i tidsskriftet Analytisk kemi , kunne bidrage til at fremskynde opdagelsen og udviklingen af ​​nye behandlinger mod koagulation.

Teknologien er udviklet af et team af biokemikere og ingeniører under ledelse af RMIT University og Hematology Micro-platforms-gruppen ved Australian Center for Blood Diseases (ACBD) i Melbourne, Australien.

Det krymper effektivt et medicinsk patologilaboratorium til en lille chip, med automatiserede processer, der kan opnå på få minutter, hvad der kan tage dage i et laboratorium i fuld størrelse.

Den nye enhed er designet specielt til at arbejde med den komplekse og følsomme biologi af blod, med et unikt system af mikropumper og analyseværktøjer til test af virkningen af ​​kemiske forbindelser på, hvordan blodet størkner.

Hovedforsker Dr. Warwick Nesbitt, RMIT og Monash University, arbejder med samarbejdspartnere på ACBD for at bruge den banebrydende enhed til bedre at forstå koagulationsmekanismer og udvikle nye antikoagulationsmedicin.

Nesbitt sagde, at meget få mikroenheder, der er udviklet til dato, er egnede til klinisk brug eller forskning, fordi de ikke var blevet drevet af indsigt i, hvordan blod egentlig opfører sig.

"Blod er ekstremt følsomt over for kunstige overflader og størkner meget let, så blodhåndteringsteknologier skal være lige så følsomme, "Nesbitt, en vicekansler Senior Research Fellow hos RMIT og gruppeleder hos ACBD, sagde.

"Vi har kombineret en dyb forståelse af blodets biologi med præcision mikrofabrikationsteknik og design, at levere en enhed, der kan arbejde med fuldblod og producere pålidelige resultater.

"Vi håber, at dette kraftfulde nye værktøj vil give forskere en fordel i at levere bedre og sikrere antikoagulationsbehandlinger, at forbedre sundhed og velvære for millioner over hele verden. "

Medlederforfatter Dr. Crispin Szydzik sagde, at enheden kunne efterligne tilstande inden for blodkar.

"Det er et vigtigt skridt i retning af udviklingen af ​​hurtige og effektive mikrosystemer til præklinisk og klinisk hæmatologisk screening og diagnostik."

Skat, jeg skrumpede laboratoriet:Sådan fungerer det

Microlab kan screener hundredvis af lægemiddelforbindelser på få timer, afsløre deres virkning på blod og hurtigt identificere dem, der har størst potentiale for klinisk brug.

Enheden er baseret på mikrofluidisk chipteknologi udviklet ved RMIT's Micro Nano Research Facility (MNRF) og inden for Vascular Biology Laboratory (ACBD - Monash University).

En mikrofluidisk chip indeholder en række miniaturekanaler, ventiler, processorer og pumper, der præcist og fleksibelt kan manipulere væsker.

Chipsene kombinerer hastighed, bærbarhed og kapacitet, håndtering af store mængder små bearbejdningselementer. Vigtigere, de er også skalerbare og billige at producere.

Mikrofluidteknologien blev kombineret med et følsomt assay til testning af, hvordan blodplader - blodkomponenten, der danner blodpropper - reagerer på forskellige kemiske kombinationer.

I en proof-of-concept applikation, mikrolab blev brugt til at undersøge, hvordan dosering af blod med udvalgte småmolekylehæmmere påvirker trombocyttrombodynamikken, det er, hvordan blodpladerne klumper sig sammen.

De lovende resultater viste, at den automatiserede lab-on-chip præcist kunne kontrollere blodgennemstrømningen, levere og blande lægemiddelforbindelser med blod på sekunder og sende det doserede blod til et nedstrøms trombusassaysystem.

MNRF -direktør, Kære professor Arnan Mitchell, sagde, at eksisterende teknologier til test af kemiske forbindelser i blod er meget arbejdskrævende og tidskrævende, begrænser, hvor mange der kan screenes til enhver tid.

"Vores enhed gør det muligt for forskere at sende hundredvis af potentielle kombinationer gennem systemet, at blande dem med blod ekstremt hurtigt og levere resultater på få minutter, "Sagde Mitchell.

"Lille, målrettet, automatiseret og præcis - det er fremtiden for lægemiddeludviklingsteknologi. "