مطالعه اندام‌های بدن انسان روی یک تراشه

اندام روی شه با توسعه بیشتر می‌توان به پژوهشگران در بررسی بیماری‌ها و آزمایش‌های دارویی در شرایط نزدیک‌تر به زندگی واقعی کمک کرد.

کمتر از هشت درصد پژوهش‌های موفق روی حیوانات، برای درمان سرطان به آزمایش‌های بالینی انسانی می‌رسند. از آنجایی که حیوانات بیشتری در پیش‌بینی داروها آزمایش‌های بالینی انسانی شکست می‌خورند، این شکست‌های صورت گرفته در مراحل پایانی می‌توانند هزینه‌ها و خطرات سلامتی بیماران را به طور قابل‌توجهی افزایش دهند.

آزمایش‌های پیش‌بالینی یا مطالعاتی که اثربخشی و سمیت دارو را پیش از ورود به آزمایش‌های بالینی انسانی آزمایش می‌کنند، روی سلول‌های کشت‌شده و حیوانات می‌شوند. هر دو مورد به دلیل ضعف خود در تقلید از شرایط بدن انسان، با محدودیت‌هایی همراه هستند. سلول‌های ساخته‌شده در یک آزمایشگاه آزمایشگاهی نمی‌توانند هر جنبه‌ای از عملکرد بافت مانند سلول‌ها در بدن یا پویایی‌های زنده را تکرار کنند. در هر حال، حیوانات انسانتیک و حتی تفاوت‌های ژنی کوچک بین گونه‌ها می‌توانند به تفاوت‌های فیزیولوژیکی اصلی تبدیل شوند.

اندام روی تراشه چیست؟

این فناوری می‌تواند محدودیت‌های کشت سلولی و مطالعات حیوانی را از طرق مختلف کند. وجود مایعی که در این مدل جریان دارد، می‌تواند هم از سلول‌های آزمایشی در بدن مانند نحوه دریافت مواد مغذی و حذف مواد زائد و هم از نحوه حرکت دارو در خون و تولید آن با تولید سلول‌های مختلف، استفاده کند. کنترل جریان سیال نیز پژوهشگران را قادر می‌سازد تا دوز مناسب را برای یک داروی خاص تنظیم کنند.

ظهور فناوری چاپ سه‌بعدی نیز توسعه اندام روی تراشه را به طور قابل توجهی آسان کرده است و به پژوهشگران امکان می‌دهد تا کل بافت و مدل اندام را به طور مستقیم روی تراشه‌ها بسازند. چاپ سه‌بعدی برای نمونه‌سازی سریع و به اشتراک گذاشتن طراحی بین کاربران، ایده‌آل است و همچنین، تولید انبوه مواد استاندارد را آسان می‌کند.

بخوان  راز گرفتار نشدن برخی افراد به کوید-19 کشف شد

اندام‌های روی تراشه نه تنها جریان خون در بدن را تقلید می‌کنند، بلکه دارای محفظه‌هایی هستند که به پژوهشگران امکان می‌دهند تا انواع سلول‌ها را برای تجزیه سلول‌های موجود در یک اندام ادغام کنند. جریان سیال، این سلول‌های گوناگون را به هم مرتبط می‌کند و به پژوهشگران امکان می‌دهند تا چگونگی آن‌ها را با همه مطالعه کنند.

پیشرفت‌های صورت‌گرفته در میکروسیال‌ها، بستری را برای پژوهشگران فراهم کرده‌اند تا سلول‌هایی را تولید کنند که عملکرد نزدیک‌تری به عملکرد آنها در بدن انسان دارند. این کار خود را به ویژه با اندام های روی تراشه نشان می دهد. تراشه به دستگاه میکروسیالی اشاره دارد که سلول‌ها را در بر می‌گیرند. این تراشه‌ها معمولاً با استفاده از فناوری مشابه تراشه‌های رایانه ساخته می‌شوند.

اندام روی تراشه، مرزهای تحقیقات دارویی در مراحل اولیه را جابه‌جا می‌کند اما این فناوری به طور خاص در توسعه دارو به کار گرفته نشده است. یک مانع اصلی برای دریافت چنین تراشه‌هایی، پیچیدگی بالا و کمتر عملی آنها هستند.

به گزارش ایسنا و به نقل از فست کمپانی، آوردن یک داروی جدید به بازار، میلیاردها دلار هزینه دارد و ممکن است بیش از یک دهه زمان ببرد. این سرمایه‌گذاری‌ها که هزینه‌ها و زمان‌های بالا را می‌طلبند، هم هزینه‌های سرسام‌آور مراقبت‌های بهداشتی امروزی را افزایش می‌دهند و هم عوامل مهمی را برای ارائه درمان‌های جدید به بیماران به شماره می‌روند. یکی از روش‌های بزرگ ورای این، مدل‌های آزمایشگاهی هستند که محققان در وله اول از آنها برای تولید دارو استفاده می‌کنند.

اندام‌های روی تراشه‌ها می‌توانند پیشرفت‌هایی را در کشف دارو ایجاد کنند و به پژوهشگران می‌توانند بهتر را در مورد نحوه عملکرد اندام‌ها در مورد سلامتی و بیماری‌ها بیان کنند. افزایش دسترسی به این فناوری می‌تواند آن را از مرحله توسعه در آزمایشگاه بیرون بیاورد تا خود را در صنعت زیست‌پزشکی نشان دهد.

بخوان  کپسول «دراگون» با محموله میوه و پنیر به «ایستگاه فضای بین‌المللی» رفت.

گسترش فناوری اندام روی تراشه

انتهای پیام



منبع

فناوری اندام روی تراشه می‌تواند با تقلید از رفتار اندام‌های بدن انسان، امکان آزمایش در شرایط واقعی را برای دانشمندان فراهم کند.

از مدلهای کنونی استفاده از روی تراشه، برای معالجه عادی است. همچنین، از آنجایی که بیشتر مدل‌های یک‌بارمصرف هستند و تنها اجازه بررسی یک ورودی را می‌دهند، مطالعه می‌کنند که آنها را محدود می‌کند و پیاده‌سازی آنها را به هزینه‌ها و زمان‌های بیشتر و همچنین کار بسیار بیشتری نیاز دارد. سرمایه‌گذاری‌های بیش از حد مورد نیاز برای استفاده از این مدل‌ها ممکن است آشتیاق را به کار بگیرد تا آن را کاهش دهد. از این گذشته، پژوهشگران از مدل‌هایی برای مطالعات پیش‌بالینی استفاده می‌کنند که کمتر در زمان و هزینه کاهش می‌یابد.

پژوهشگران در دهه ۱۹۹۰، راهی برای لایه‌بندی پلیمرهای الاستیک با هدف کنترل و بررسی سیالات در سطح میکروسکوپی کشف کردند. این امر به راه‌اندازی حوزه میکروسیال‌ها کمک کرد که برای علوم زیست‌پزشکی از دستگاه‌هایی استفاده می‌شود که می‌توانند جریان پویای بدن مانند خون را تقلید کنند.

به عنوان مثال، مدل ریه روی تراشه قادر است تا هر دو کیفیت مکانیکی و فیزیکی ریه انسان زنده را ادغام کند. این تراشه می‌تواند انبساط و انقباض یا دم و بازدم ریه را تقلید کند و رابطه بین ریه و هوا را شبیه‌سازی کند. اجرای تکرار این ویژگی‌ها به پژوهشگران امکان می‌دهد تا اختلالات ریه را بهتر بررسی کنند.

پژوهشگران برای پرداختن به این مشکل، مدل‌های توسعه‌دهنده‌ای را ارائه می‌کنند که می‌توان با اطمینان بیشتر از بدن انسان تقلید کند. این مدل، «اندام روی تراشه»(organ-on-a-chip) نام دارد.

بخوان  پروژه های جدید اکتشاف فضایی که چشم ناسا را ​​بردند