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在芯片上模拟器官的好处

发布:2021-01-12 18:43:01 来源:西南鹏美妇科医院 编辑:四川麻将app下载 [四川麻将赢钱攻略]
导读:模拟人体生理学不一定需要建立与活人相麻将赢钱攻略同大小的器官,有更容易的模拟方法可循。一种叫“芯片上网络炸金花的器官”的技术(organ-on-a-chip),可以模拟整个器官和器官

模拟人体生理学不一定需要建立与活人相麻将赢钱攻略同大小的器官,有更容易的模拟方法可循。一种叫“芯片上网络炸金花的器官”的技术(organ-on-a-chip),可以模拟整个器官和器官系统的活动、机理及生理。单个器官芯片由一个计算机存储器棒大小的透明柔性聚合物组成,内部有很多中空的流体通道,这些通道内布满了活的人体细胞。该微芯片的透明特性可以使我们一窥人体器官的内部运作。人们已经利用了该微流体设备来模拟包括心脏、肺、肾、动脉、骨、软骨和皮肤在内的众多器官。制药公司还可以利用这些芯片来衡量一个器官对另一个器官的直接影响。然而,随着设计的扩大,该系统将变得越来越复杂,这样的难题也会越来越多。

韦斯研究所(Wyss Institute)及其合作团队试图将10个不同的器官芯片连接起来,以模拟整个人体的生理机能。该仪器在控制流体流动和细胞活力的同时,允许进行实时观察培养组织,并进行复杂的生化功能分析。该仪器被称为“人体芯片”(human-on-a-chip)。它可以被用来评估新的候选药物,并提供其安全性和有效性等重要信息。2014年,韦斯研究所设计了一款“骨髓芯片”,重现了这一复杂的人体器官的结构、功能,甚至蜂窝化细胞组成。研究人员可以利用该工具来研究新药的影响和毒性。此外,它可以用来暂时保存癌症患者的骨髓,这些患者的骨髓组织在接受放射或化疗中通常会遭到破坏。

这个新的“骨髓芯片”的革命性的特性之一,就是它实际上可以产生人造循环系统的血细胞,为网络上的其他芯片器官提供营养。 FDA和DARPA都为这些研究提供过资金支持。最终,这样的设备可以替代新药物和环境毒素的动物试验,并能够准确模拟人类疾病。

来自佐治亚理工学院的另一个例子是模仿血液流经狭窄的冠状动脉,以评估诸如阿司匹林一类抗凝血药物的效果。其中一项研究得出的结论是,虽然阿司匹林能防止危险血块在一些危险的血栓患者中形成,但对那些只是动脉变窄的患者未必有效。由于医生有很多药物可供选择,这种台式诊断设备在帮助防止心梗而挽救生命的同时,也降低了医四川麻将玩法疗费用。

2014年,人类第一次在实验室复制了有特定遗传疾病的患者的个人组织。哈佛大学的科学家与韦斯研究所和其他机构合作,从巴特综合征(Barth syndrome)患者身上获得了皮肤细胞,这是一种罕见的心脏疾病,没有有效的治疗方法。通过使用载有人体细胞间基质蛋白芯片模仿自然环境,他们将皮肤细胞转化为带有同样突变的干细胞。像巴特综合征患者的心脏组织一样,这些干细胞诱导产生的心脏组织只能产生微弱的心脏收缩。他们得出的结论是,我们无法真正了解一个单细胞的基因突变的意义,直到有了一大块器官组织后,我们才有可能看到它是如何发挥作用或产生故障的。

微工程细胞培养系统模拟器官生理学,可用于开发与病人相关的疾病模型,它不仅能更好地预测药物的疗效和毒性,同时也能帮助我们更好地了解药物作用的机制。我们还可能会发现给药新途径;分析不同遗传背景的人群;确定各种化合物的药物动力学性质;甚至利用微工程模型来进行临床试验。

2014年,Insigneo学院创建了一个针对个性化医疗的人体生理的全电脑模拟模型。该“虚拟生理人”(The Virtual Physiological Human)通过模拟真实病人治疗的效果,来解决临床试验和动物试验中遇到的问题。他们正在进行的研究可能是未来医疗保健的关键。如果没有硅片医学,医学机构将无法应对未来的需求。“虚拟生理人”将是一个基于软件的实验和治疗的实验室,它可以在节省时间和金钱的同时,找到更加理想的治疗效果。如果一个病人的所有数据都被添加到该模型中,它可以对该患者的当前健康状态和未来健康结果进行预测,从而迎来真正的个性化医学的时代。该团队还致力于用VIRTU心脏来评估冠状动脉疾病,用一个神经肌肉模型来预测治疗帕金森病,用MySpine模型来研究神经变性问题,用Mission-T2D 模型来预测患者Ⅱ型糖尿病的风险。

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