中国生物医学工程学报
中國生物醫學工程學報
중국생물의학공정학보
CHINESE JOURNAL OF BIOMEDICAL ENGINEERING
2014年
2期
161-169
,共9页
赵占盈%徐铭恩%石然%郭淼%严明%徐莹%王玲
趙佔盈%徐銘恩%石然%郭淼%嚴明%徐瑩%王玲
조점영%서명은%석연%곽묘%엄명%서형%왕령
细胞3D打印%细胞芯片%药物筛选%叉指电极%支架
細胞3D打印%細胞芯片%藥物篩選%扠指電極%支架
세포3D타인%세포심편%약물사선%차지전겁%지가
3D cell printing%cell chip%drug screening%IDEs%scaffold
现有的药物筛选评价技术中,动物筛选模型存在种属差异和周期长等缺点,高通量筛选和细胞筛选模型则与体内环境差异大,药物筛选准确率低.细胞3D打印技术为在体外构建仿真的组织器官模型提供了可能,当其与细胞芯片技术结合则为体外构建高效准确的药物筛选模型提供了新的技术空间.本研究构建了含有多个叉指电极(IDEs)阵列的细胞芯片,用细胞3D打印技术在芯片上组装了卵巢癌细胞HO-8910和人肝间充质干细胞HMSC-H组织模型,并通过对组织模型内细胞阻抗变化的检测,反映细胞生长、贴附、增殖、凋亡的过程及药物对细胞活性的影响等,最终基于该模型检测了抗癌药物顺铂和环磷酰胺对肿瘤细胞的杀伤和肝毒性.结果显示:支架微丝直径和孔径约为200～300 μm,肿瘤细胞和肝细胞在三维结构里生长良好;DMEM作为电解液,芯片在104Hz可准确检测到三维结构中细胞增殖引起的阻抗变化,20 h后阻抗升高69.6％;基于该筛选模型,能同步检测到药物的抗肿瘤作用和肝毒性,并筛选出需要肝的二次代谢产物才能产生抗肿瘤性的药物环磷酰胺.
現有的藥物篩選評價技術中,動物篩選模型存在種屬差異和週期長等缺點,高通量篩選和細胞篩選模型則與體內環境差異大,藥物篩選準確率低.細胞3D打印技術為在體外構建倣真的組織器官模型提供瞭可能,噹其與細胞芯片技術結閤則為體外構建高效準確的藥物篩選模型提供瞭新的技術空間.本研究構建瞭含有多箇扠指電極(IDEs)陣列的細胞芯片,用細胞3D打印技術在芯片上組裝瞭卵巢癌細胞HO-8910和人肝間充質榦細胞HMSC-H組織模型,併通過對組織模型內細胞阻抗變化的檢測,反映細胞生長、貼附、增殖、凋亡的過程及藥物對細胞活性的影響等,最終基于該模型檢測瞭抗癌藥物順鉑和環燐酰胺對腫瘤細胞的殺傷和肝毒性.結果顯示:支架微絲直徑和孔徑約為200～300 μm,腫瘤細胞和肝細胞在三維結構裏生長良好;DMEM作為電解液,芯片在104Hz可準確檢測到三維結構中細胞增殖引起的阻抗變化,20 h後阻抗升高69.6％;基于該篩選模型,能同步檢測到藥物的抗腫瘤作用和肝毒性,併篩選齣需要肝的二次代謝產物纔能產生抗腫瘤性的藥物環燐酰胺.
현유적약물사선평개기술중,동물사선모형존재충속차이화주기장등결점,고통량사선화세포사선모형칙여체내배경차이대,약물사선준학솔저.세포3D타인기술위재체외구건방진적조직기관모형제공료가능,당기여세포심편기술결합칙위체외구건고효준학적약물사선모형제공료신적기술공간.본연구구건료함유다개차지전겁(IDEs)진렬적세포심편,용세포3D타인기술재심편상조장료란소암세포HO-8910화인간간충질간세포HMSC-H조직모형,병통과대조직모형내세포조항변화적검측,반영세포생장、첩부、증식、조망적과정급약물대세포활성적영향등,최종기우해모형검측료항암약물순박화배린선알대종류세포적살상화간독성.결과현시:지가미사직경화공경약위200～300 μm,종류세포화간세포재삼유결구리생장량호;DMEM작위전해액,심편재104Hz가준학검측도삼유결구중세포증식인기적조항변화,20 h후조항승고69.6％;기우해사선모형,능동보검측도약물적항종류작용화간독성,병사선출수요간적이차대사산물재능산생항종류성적약물배린선알.
