Doku veya çip üzerinde organ teknolojisinin birçok adı vardır ve çip üzerinde insan teknolojisi veya mikrofizyolojik sistem olarak da adlandırılır. Temel olarak, vücudun sistemlerini oluşturmak için birbirine bağlanan minyatür laboratuvar organlarından oluşan bir ağdır. Bugüne kadar akciğer, kalp, karaciğer, yumurtalık, fallop tüpü, rahim, serviks, karaciğer, kalp, karaciğer, nöronlar ve iskelet modeli olmak üzere birçok farklı sistem yapılmıştır.
Bu çip üzerinde organ modelleri, bir vücut sistemini kopyalamak için dikkatlice tasarlanmış ucuz, yüksek verimli modeller sundukları için farmakokinetikte kullanılır. Bu modeller insan dokusu kullandığından, geleneksel hayvan modellerinden daha hassastırlar, doku hastanın kendi kök hücrelerinden elde edilebilir ve bu da kişiselleştirilmiş tıp potansiyelini artırır.
İçindekiler
nasıl çalışıyor?
Çip üzerinde üye, birbirine bağlı birkaç çip üzerinde üye modelinden oluşur. Çip üzerindeki her bir organ, yaklaşık olarak bir bellek çubuğu boyutundadır ve in vivo muadili ile aynı olan bir organı yeniden oluşturmak için özel olarak tasarlanmıştır. Tüm bunlar, yapı, mikroakışkanlar ve kök hücrelerin bir kombinasyonu kullanılarak elde edilir.
Daha önce, in vitro dokular, hücrelere besin sağlamak için çoğalmaya bağlı olduklarından işlevlerini sürdürmekte zorlanıyordu. Sonuç olarak, çip üzerinde organ modelleri, daha verimli ve gerçekçi olan besin iletimi için mikroakışkanları kullanır ve sinyal moleküllerinin geçebileceği hücreler ve ortam üzerindeki kayma gerilimini azaltır. İn vivo muadiline benzer bir şekle sahip bir organ oluşturarak, in vivo ortama daha fazla bağımlı bir ortam sağlar.
Gofret üzerindeki her bir üyenin tam yapısı, üyenin işlevine bağlıdır. Ancak, üye çipleri arasında ortak noktalar var. Her organ, içinde dokuların büyüdüğü gözenekli bir zarla ayrılmış iki küçük tüpün bulunduğu bir dış iskeletle kaplıdır. Bir yandan mikrotübül mikroakışkanları sağlarken diğer yandan mikrotübülün içeriği organın işlevine bağlıdır. Gofret üzerindeki akciğerde bu ikinci tüp havayı simüle etmek için yapılırken, gofret üzerindeki bağırsakta bağırsak lümenini temsil eder.
Uygun kök hücreler, organ dokuları oluşturmak için özenle seçilir. Bu kök hücreler pluripotent olabilir veya pluripotense neden olabilir ve istenen dokuyu oluşturmak için farklılaşmaya yönlendirilir. Ek olarak, doku stresi, doğru doku morfolojisinin sağlanması için önemli bir faktördür. Akciğer dokusu, nefes alma eylemini tekrarlayarak dokunun genişlemesini ve büzülmesini simüle ederek döngüsel stres altına yerleştirildi.
Gofret üzerindeki organdan gofret üzerindeki gövdeye
Çip üzerinde tek bir üyeden çip üzerinde bir nesneye geçmek daha fazla karmaşıklık katar. İlk olarak, sistem birbirine bağlı olmalıdır. Küçük bir pompa veya yerçekimi ile çalışan bir sistem kullanarak bunu yapmanın iki ana yolu vardır. Bir mikroakışkan pompası, mikroakışkanların ve bileşenlerinin hassas kontrolünü sağlar, ancak hava kabarcığı riski vardır, oysa pompasız yerçekimi ile çalışan bir sistem mikroakışkan kontrolünü en aza indirir ancak bağımsız bir ortam oluşturur.
Bir diğer önemli husus, sistemin in vivo ortamı sürekli olarak yeniden oluşturmak için nasıl ölçeklendirileceğidir. Diferansiyel ölçümde ölçüm organın büyüklüğüne veya doku yoğunluğuna bağlıdır, kalış süresinin ölçümü ise kanın her bir organda geçirdiği süreye bağlıdır.
sistem sorunları
Body-on-chip teknolojisinin avantajı yüksek verimli minyatürleştirmedir. Bu minyatürleştirme, sistemi çalışır durumda tutmak için gereken malzeme sayısını azaltır. Bu malzeme dikkatlice değerlendirilmelidir; Cihazı yapmak için kullanılan malzemeler ilaçlarla etkileşime girebilir ve sonuçları bozabilir.
Bu nedenle, malzemenin inert olmasını sağlamak için çaba gösterilmelidir. Öte yandan, çip üzerinde organ teknolojisi insan hücrelerini kullanır ve daha fazla farmakokinetik kesinlik sağlar. Hayvan dokusu yerine insan dokusunun bu şekilde kullanılması yanlış sonuçları azaltır, böylece ilaç keşfini hızlandırır ve yıpranmayı azaltır.
gelecekteki uygulamalar
Bir çip üzerindeki nesneler, ilaç geliştirmede, ilaç geliştirmenin erken aşamalarında ve ikinci aşamalar için çip üzerinde vücut modellerinde kullanılmak üzere önerilmiştir. Bu çip üzerinde vücut kullanımları, yan etkilerin kontrol edilmesini veya diğer organlarda çalışan dozu içerebilir. Bu sistemler iPS hücreleri ile birleştirilirse kişiselleştirilmiş tıpta da kullanılabilir. Hastanın kök hücrelerinden bir çip üzerinde antikor oluşturularak, tedavi öncesi ilacın etkinliği, yan etkileri ve uygun dozu gözlemlenebilir. Farmakokinetiğin ötesinde uygulamalar vardır, çünkü motor nöronların hastalıklarını incelemek için bir nöromüsküler fonksiyonel kesişim geliştirilmiştir. Çip üzerinde organ teknolojisi, kimyasallara, gıda içeriklerine veya kozmetiklere maruz kalma gibi çeşitli maruziyetleri ölçmek için de kullanılabilir.
Organ-on-a-chip teknolojisi, farmakokinetik testler için kolayca kullanılabilen vücut sistemleri modelleri üretir. Çip üzerindeki organ, insan dokusu üzerindeki kimyasal etkilerin kolayca incelenebildiği çevre dostu bir ortam sağlayarak, yeni ilaçların keşfini hızlandırabilecek ilaç keşfinde inovasyona olanak sağlıyor. Bununla birlikte, dezavantajı, her organın tek bir işlevsel sistemde tasarlanması, büyütülmesi ve birleştirilmesi gerektiğidir. Bu adımların her biri başlangıçta zaman ve çaba gerektirir. Bu adımlar bir kez yerine getirildikten sonra, kimyasalların vücutla nasıl etkileşime girdiğini test etmek için iyi bir temel sağlar. Bununla birlikte, çip üzerinde organ sistemlerinin çoğu yalnızca birkaç organ içerir ve bu nedenle bu sistemler henüz in vivo sistemlerin karmaşıklığına sahip değildir.
Çip üzerinde organ teknolojisi İlgili insan genleri ve canlı doku ortamını (hastalık) taklit eden insan organları ve hastalıklarının temsili in vitro modellerinin mevcudiyeti, özellikle biyolojiyi hedef alabilen etkili ve güvenli ilaçların geliştirilmesini ilerletmek için gerekli olacaktır. altta yatan hastalık. insan. Kök hücrelerin rolü Günümüzde sağlıklı veya hastalıklı dokuların/organların en küçük fonksiyonel yapılarını mikroakışkanlar, mikroelektronik ve mikrofabrikasyon kullanarak bir çip üzerinde oluşturmak mümkündür. Şimdiki yenilikçi yaklaşım, sağlıklı bireylerden veya genetik hastalıkları olan hastalardan elde edilen yetişkin veya pluripotent insan kök hücrelerini bu çiplere dahil etmektir.
Muhtemel kullanımlar Çip üzerinde organ modelleri, ilaç geliştirme maliyetlerini ve başarısızlık oranlarını azaltma, ilacın yeniden piyasaya sürülmesini ve geri çağrılmasını sağlama, pazara sunma süresini kısaltma ve hayvan testi ihtiyacını azaltma potansiyeline sahiptir. İnsan klinik denemelerine (önce) ve bir çip üzerinde özelleştirilmiş ilaçlara yol açacaktır. Cep organı modelleri, ilaç ve ilaç araştırmalarındaki kullanımlarına ek olarak, kanser için radyoterapi veya hipertermi gibi farmakolojik olmayan tedavi yaklaşımlarının geliştirilmesi için test sistemleri olarak kullanılacak, aynı zamanda yeni kozmetik veya gıda katkı maddeleri ve toksikoloji analizleri için kullanılacaktır. .
kaynak:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1347436717301957
https://www.hdmt.technology/?page=1008
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]