药物筛选

AbstractThe polymer polydimethylsiloxane (PDMS) is widely used to build microfluidic devices compatible with cell culture. Whilst convenient in manufacture, PDMS has the disadvantage that it can absorb small molecules such as drugs. In microfluidic devices like “Organs-on-Chip”, designed to examine cell behavior and test the effects of drugs, this might impact drug bioavailability. Here we developed an assay to compare the absorption of a test set of four cardiac drugs by PDMS based on measuring the residual non-absorbed compound by High Pressure Liquid Chromatography (HPLC).

骨是人体结构的重要组成部分，对人体健康起着至关重要的作用。一种能够模拟骨的结构和功能的微流控芯片将为骨相关的生物医学研究提供平台。生物活性陶瓷材料羟基磷灰石( HA )具有与骨矿化产物相似的结构和组成。在本研究中，我们使用HA作为微流控芯片组件，提供高度仿生的骨骼环境。采用陶瓷立体光刻( SLA )技术对不同微通道结构的HA基板进行印刷，最小沟槽宽度为50  μm。将带有微通道的HA基底用薄的聚二甲基硅氧烷( PDMS )层密封，制成HA- PDMS微流控芯片。细胞培养实验表明，与PDMS相比，HA更有利于人胎儿成骨细胞系( hFOB )的增殖和成骨分化。此外，在圣诞树状结构的HA- PDMS芯片上成功生成模型药物盐酸阿霉素( DOX )的浓度梯度，测定DOX的半数最大抑制浓度( IC50 )。本研究结果表明，HA- PDMS微流控芯片在高通量骨相关药物筛选和骨相关研究领域具有巨大潜力。

摘要\n骨是人体结构的重要组成部分，对人体健康起着至关重要的作用。一种能够模拟骨的结构和功能的微流控芯片将为骨相关的生物医学研究提供平台。生物活性陶瓷材料羟基磷灰石( HA )具有与骨矿化产物相似的结构和组成。本研究采用HA作为微流控芯片元件，提供高度仿生的骨环境。采用陶瓷立体光刻( SLA )技术对不同微通道结构的HA基板进行了印刷，最小沟槽宽度为50

骨骼肌的收缩功能对于维持生命的生命活动至关重要。肌肉疾病如肌营养不良严重损害患者的生活质量，最终导致死亡。因此迫切需要开发针对这些疾病的治疗药物。在前期的研究中，我们发现利用磁力组织工程技术制备的三维骨骼肌组织具有收缩活性，可以根据骨骼肌组织的收缩活性来评价药物效应。但报道的方法需要大量的细胞，组织制备过程复杂。因此有必要改进组织制备方法。本研究采用聚二甲基硅氧烷制作的微型装置，简化了适用于高通量筛选的收缩骨骼肌组织的制作。采用微型肌肉装置评价模型药物对小鼠C2C12成肌细胞和人诱导多能干细胞制备的骨骼肌组织收缩力生成的影响。结果表明，肌肉装置系统可为药物筛选提供有用的工具。

骨骼肌的收缩功能对于维持生命的生命活动至关重要。肌肉疾病如肌营养不良严重损害患者的生活质量，最终导致死亡。因此迫切需要开发针对这些疾病的治疗药物。在前期的研究中，我们发现利用磁力组织工程技术制备的三维骨骼肌组织具有收缩活性，可以根据骨骼肌组织的收缩活性来评价药物效应。但报道的方法需要大量的细胞，组织制备过程复杂。因此有必要改进组织制备方法。本研究采用聚二甲基硅氧烷制作的微型装置，简化了适用于高通量筛选的收缩骨骼肌组织的制作。采用微型肌肉装置评价模型药物对小鼠C2C12成肌细胞和人诱导多能干细胞制备的骨骼肌组织收缩力生成的影响。结果表明，肌肉装置系统可为药物筛选提供有用的工具。

我们研制了一种包含三维支架的多通道细胞芯片，用于多器官培养(人胶质母细胞瘤、宫颈癌、正常肝细胞和正常肺细胞)的水平共培养和药物毒性筛选。聚二甲基硅氧烷( PDMS )多通道细胞芯片( PMCCC )是基于熔融沉积建模( FDM )技术的。PMCCC的结构是一种开放式的细胞芯片，不需要泵或注射器。采用3 - ( 4，5 -二甲基噻唑- 2 -基) - 2，5 -二苯基四氮唑溴盐( MTT )法、乳酸脱氢酶( LDH )法和齐墩果酸( OA )处理的多通道细胞芯片对细胞增殖和细胞毒性进行研究。MTT和LDH检测结果表明，与2D培养相比，4种细胞系的多通道细胞芯片中OA处理增强了细胞的耐药性。进一步，我们通过Annexin V-荧光素异硫氰酸酯/碘化丙啶染色，论证了我们的多通道细胞芯片在各种分析方法中应用的可行性，该方法不用于常规的细胞芯片。综合以上结果，PMCCC可以作为一个新的3D平台，因为它可以通过单点注射在多个细胞中同时进行药物筛选，并且可以分析各种生物过程。

我们研制了一种包含三维支架的多通道细胞芯片，用于多器官培养(人胶质母细胞瘤、宫颈癌、正常肝细胞和正常肺细胞)的水平共培养和药物毒性筛选。聚二甲基硅氧烷( PDMS )多通道细胞芯片( PMCCC )是基于熔融沉积建模( FDM )技术的。PMCCC的结构是一种开放式的细胞芯片，不需要泵或注射器。采用3 - ( 4，5 -二甲基噻唑- 2 -基) - 2，5 -二苯基四氮唑溴盐( MTT )法、乳酸脱氢酶( LDH )法和齐墩果酸( OA )处理的多通道细胞芯片对细胞增殖和细胞毒性进行研究。MTT和LDH检测结果表明，与2D培养相比，4种细胞系的多通道细胞芯片中OA处理增强了细胞的耐药性。进一步，我们通过Annexin V-荧光素异硫氰酸酯/碘化丙啶染色，论证了我们的多通道细胞芯片在各种分析方法中应用的可行性，该方法不用于常规的细胞芯片。综合以上结果，PMCCC可以作为一个新的3D平台，因为它可以通过单点注射在多个细胞中同时进行药物筛选，并且可以分析各种生物过程。