一种微流控装置，它重建了胃肠道 (GI) 和肝脏之间的相互作用，以便更真实地评估纳米颗粒的毒性，该装置检测到肝组织损伤的纳米颗粒浓度低于仅对肝组织进行实验时的预期。
许多研究着眼于纳米颗粒的有益医疗效果，然而，曼迪·埃施解释说，她在迈克尔·舒勒在康奈尔大学的实验室中的工作是检查不良反应。
埃施制造了微流控硅芯片，其中包含单独的腔室，这些腔室以细胞培养物的形式包含不同的组织类似物。这种芯片上的身体装置是人体一部分的微型模型，缩小了 400,000 倍。两个流体回路将胃肠道模块的基底外侧与硅芯片和肝脏容器连接起来。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
HepG2/C3A 细胞用于代表肝脏，肠细胞共培养物由肠细胞 (Caco-2) 和产生粘蛋白的 (HT29-MTX) 细胞组成。羧基化聚苯乙烯纳米颗粒被荧光标记，因此可以追踪它们在腔室之间的移动。测量了天冬氨酸转氨酶的水平，这是一种胞质酶，在细胞死亡时释放到培养基中，以指示肝损伤。
该研究发现，单个纳米颗粒和较小的纳米颗粒聚集体能够穿过胃肠道屏障并到达肝细胞。这些纳米颗粒的zeta电位升高表明，穿过屏障可能会增加其毒性潜力。然而，与细胞膜相互作用并聚集成簇的较大纳米颗粒被胃肠道屏障更有效地阻止。
胃肠道是阻止摄入物质进入体循环的重要屏障。初步结果表明，低水平肝细胞损伤后释放的可溶性介质可能会通过损害形成胃肠道的细胞来增强初始损伤。在传统的单器官测试中没有观察到这些不良反应。
美国哈佛大学的生物工程师金贤中 (Hyun Jung Kim) 理解可以重建专门的多细胞结构的微工程设备的重要性，以便成功评估纳米颗粒的吸收和肝毒性。他认为埃施和团队的这项工作“突出了微流控器官芯片技术如何为药物和环境颗粒吸收、代谢和毒性的机制研究提供新的体外工具”。
未来使用组织 3D 结构的实验将使模拟更加真实，并允许观察到更真实的生理行为。
本文经《化学世界》许可转载。该文章于 2014 年 7 月 3 日首次发表。