Et forenklet skema af det tape-baserede barriere-on-a-chip system. Kredit:KTH Kgl. Teknologisk Institut
Med almindelig dobbeltklæbende tape, forskere i Sverige samlede en chip-baseret model af en menneskelig tarm, og så fodrede den med chilipeber for at bevise, at den virker. Teknikken kan dramatisk sænke omkostningsbarriererne for laboratorier, der tester nye lægemidler og analyserer, hvordan kroppen reagerer på dem.
Udgivet for nylig i Lab on a Chip , forskerne rapporterede om den vellykkede genskabelse af en tarm, ved at erstatte almindelig dobbeltklæbende tape og hyldeplast med de dyre materialer og teknikker, der typisk bruges til at fremstille avancerede "organ-på-en-chip"-systemer.
For at vise, at deres tape-baserede organ-på-chip virkelig opfører sig på samme måde som en menneskelig tarm, forskerne testede det med en almindelig fødevareforbindelse:capsaicinoider, den aktive ingrediens i chilipeber. Når man fodrer den, der svarer til en habanero peber, den chip-baserede tarm reagerede som forventet:med en vis irritation.
Thomas Winkler, en forsker i mikro- og nanosystemer ved KTH Royal Institute of Technology i Stockholm, siger, at forskningen var rettet mod at hjælpe flere laboratorier med begrænsede ressourcer med at få adgang til en uoverkommelig dyr teknologi, der lover accelereret udvikling af nye lægemidler og avanceret personlig medicin.
Organer-på-chips er klare, gennemsigtig plast på størrelse med en computerhukommelsesstick, der indeholder hule kanaler. Disse kanaler er foret med levende celler og væv, der efterligner fysiologi på organniveau. Chipsene er typisk fremstillet ved hjælp af dyre teknikker svarende til dem, der bruges i computermikrochipfremstilling, og stole på klæbemidler, pakninger, eller specialfremstillede spændesystemer til at holde de separate lag forseglet sammen.
Den nye teknik skaber i stedet de hule kanaler ved at skære dem ud af dobbeltklæbende tape. Udover selve båndet, at skabe en model af en fysiologisk barriere såsom tarmen kræver kommercielt tilgængelige dele såsom en permeabel membran for cellerne at vokse på, som bruges i sammenlignelige organer-på-chips, og plastfolie for at forsegle det, siger Winkler. Det eneste nødvendige udstyr ville være en automatiseret knivskærer, som sælges til omkring 100 EUR.
"Båndet erstatter alle de kritiske strukturelle elementer, ved at skære den i form, og gør dem let at passe sammen, fordi tape i sagens natur klæber til den permeable membran og andre materialer.
"Denne teknik kunne demokratisere organ-on-chip-teknologien for laboratorier, der arbejder med lægemiddeludvikling i miljøer med lavere ressourcer, " siger Winkler. "Det gør det mere overkommeligt med hensyn til det nødvendige udstyr til at lave chipsene internt, såvel som med hensyn til fremstilling af kommercielt tilgængelige chips."