一種微流控裝置，它重建了胃腸道 (GI) 和肝臟之間的相互作用，以便更真實地評估奈米顆粒的毒性，該裝置檢測到肝組織損傷的奈米顆粒濃度低於僅對肝組織進行實驗時的預期。
許多研究著眼於奈米顆粒的有益醫療效果，然而，曼迪·埃施解釋說，她在邁克爾·舒勒在康奈爾大學的實驗室中的工作是檢查不良反應。
埃施製造了微流控矽晶片，其中包含單獨的腔室，這些腔室以細胞培養物的形式包含不同的組織類似物。這種晶片上的身體裝置是人體一部分的微型模型，縮小了 400,000 倍。兩個流體迴路將胃腸道模組的基底外側與矽晶片和肝臟容器連線起來。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
HepG2/C3A 細胞用於代表肝臟，腸細胞共培養物由腸細胞 (Caco-2) 和產生粘蛋白的 (HT29-MTX) 細胞組成。羧基化聚苯乙烯奈米顆粒被熒游標記，因此可以追蹤它們在腔室之間的移動。測量了天冬氨酸轉氨酶的水平，這是一種胞質酶，在細胞死亡時釋放到培養基中，以指示肝損傷。
該研究發現，單個奈米顆粒和較小的奈米顆粒聚集體能夠穿過胃腸道屏障併到達肝細胞。這些奈米顆粒的zeta電位升高表明，穿過屏障可能會增加其毒性潛力。然而，與細胞膜相互作用並聚整合簇的較大奈米顆粒被胃腸道屏障更有效地阻止。
胃腸道是阻止攝入物質進入體迴圈的重要屏障。初步結果表明，低水平肝細胞損傷後釋放的可溶性介質可能會透過損害形成胃腸道的細胞來增強初始損傷。在傳統的單器官測試中沒有觀察到這些不良反應。
美國哈佛大學的生物工程師金賢中 (Hyun Jung Kim) 理解可以重建專門的多細胞結構的微工程裝置的重要性，以便成功評估奈米顆粒的吸收和肝毒性。他認為埃施和團隊的這項工作“突出了微流控器官晶片技術如何為藥物和環境顆粒吸收、代謝和毒性的機制研究提供新的體外工具”。
未來使用組織 3D 結構的實驗將使模擬更加真實，並允許觀察到更真實的生理行為。
本文經《化學世界》許可轉載。該文章於 2014 年 7 月 3 日首次發表。