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WFIRM的3D打印系统显示癌症药物如何影响我们器官

来源：narkii 浏览数：
责任编辑：传说的落叶时间：2017-10-10 20:01

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[导读]当科学家将系统用于治疗癌症的药物时，他们发现药物对器官性心脏有不利影响。

北卡罗来纳州维克森林再生医学研究所（WFIRM）的科学家们使用3D打印开发了一种“人体芯片”药物检测系统。该系统由心脏，肺和肝脏的微器官组成。

当制药公司开发新的药物时，他们面临90％的失败率。这听起来很沮丧，但它只是发现有效和什么不起作用的过程的一部分。

然而，高失败率是有代价的。

那是因为确定新药失败或成功需要大量的投资，首先要开发药品，还需要广泛的检测设备和活体动物，看看药物是如何运作的。

“人体芯片”的概念可能会改变这一切。使用先进的3D生物打印设备的科学家现在能够制造由真正的人类干细胞制成的人体组织。这意味着它们可以创建某些身体器官的缩小复制品，以类似的方式对其有机物进行反应。

对于WFIRM主任，多机构“芯片”项目高级研究员安东尼·阿塔拉，安东尼·阿塔拉，这一进展已经不是太快了。 “迫切需要改进系统来准确预测药物，化学物质和生物制剂对人体的影响，”他说，注意到动物试验的成本和相对缺乏准确性。

WFIRM研究人员通过创建一套微小的3D打印器官或“有机体”，已经能够开发出一个综合的药物测试平台，让他们看到人体器官对药物的反应。他们说这比细胞筛选和动物测试要精确得多。

该系统由生物印刷的心脏和肝脏组成，这些器官特别容易受到药物的毒性作用的影响。在那里也有微型肺代表有毒颗粒和气雾剂药物如哮喘吸入器的入口点。

然后用实时相机监测芯片上的身体，而营养物质的液体通过系统循环以保持组织活着。

这种液体也可作为向药物注射药物的手段。

在进行任何实验性治疗之前，研究人员首先必须了解该系统如何与普通药物如止痛药反应。他们解释说，让他们知道有机体是否真的像真正的器官。

该研究的主要作者亚历克斯·斯卡德尔（Aleks Skardal）说：“这些数据显示对药物的毒性反应显着，治疗缓解，准确反映了人类患者的反应。

到现在为止还挺好。研究人员说，身体芯片最大的优势在于其代表药物对药物不直接靶向的器官的作用。例如，心脏药物可能对肝脏产生间接作用，这是系统有助于接管的东西。

“如果您只在肝脏中筛选药物，例如，您永远不会看到对其他器官的潜在副作用，”Skardal说。 “通过使用多组织器官芯片系统，您可以希望在药物开发过程的早期识别有毒的副作用，这可以挽救生命和数百万美元。”

这种药物测试的整体方法已经产生了一些有趣的结果。

当科学家将系统用于治疗癌症的药物时，他们发现药物对器官性心脏有不利影响。这是一个惊喜，因为研究人员只期待看到肺部的后果，这可能会被药物影响。

WFIRM团队认为药物将炎症蛋白从肺部转移到身体中的其他有机体，最终导致心脏停止工作。

“这是完全意想不到的，但它是药物开发流程中可以用该系统发现的副作用类型，”Skardal说。

还有更多的要来。在不久的将来，科学家们将通过提高生物印刷系统的速度和增加进一步的3D打印组织来升级生物打印系统。

Atala说：“最终我们期待展示一种包含人体内许多关键功能器官的片上系统的功能。 “该系统有潜力进行先进的药物筛选，也可用于个性化医学，以帮助预测个体患者对治疗的反应。”

该研究“综合三组织器官在芯片平台中的多组织相互作用”已在Scientific Reports中发表。

cr.3ders

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