Ett förenklat schema över det tejpbaserade barriär-på-ett-chip-systemet. Kredit:Kungliga Tekniska Högskolan
Med vanlig dubbelhäftande tejp, Forskare i Sverige har satt ihop en chipbaserad modell av en mänsklig tarm, och sedan matade den med chilipeppar för att bevisa att det fungerar. Tekniken kan dramatiskt sänka kostnadsbarriärerna för laboratorier som testar nya läkemedel och analyserar hur kroppen reagerar på dem.
Publicerade nyligen i Lab on a Chip , forskarna rapporterade den framgångsrika återskapandet av en tarm, genom att ersätta vanlig dubbelhäftande tejp och hyllplast med dyra material och tekniker som vanligtvis används för att tillverka toppmoderna "organ-on-a-chip"-system.
För att visa att deras tejpbaserade organ-på-chip verkligen beter sig på samma sätt som en mänsklig tarm, forskarna testade det med en vanlig matförening:capsaicinoider, den aktiva ingrediensen i chilipeppar. När du matar den motsvarigheten till en habaneropeppar, den chipbaserade tarmen svarade som förväntat:med viss irritation.
Thomas Winkler, forskare i mikro- och nanosystem vid Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm, säger att forskningen syftade till att hjälpa fler labb med begränsade resurser att få tillgång till en oöverkomligt dyr teknik som lovar snabbare utveckling av nya läkemedel och avancerad personlig medicin.
Organ-på-chips är tydliga, genomskinlig plast ungefär lika stor som ett datorminne som innehåller ihåliga kanaler. Dessa kanaler kantas av levande celler och vävnader som efterliknar fysiologi på organnivå. Chipsen tillverkas vanligtvis med hjälp av dyra tekniker liknande de som används vid tillverkning av datormikrochips, och lita på lim, packningar, eller skräddarsydda klämsystem för att hålla de separata lagren tätade tillsammans.
Den nya tekniken skapar istället de ihåliga kanalerna genom att skära ut dem av dubbelhäftande tejp. Förutom själva bandet, att skapa en modell av en fysiologisk barriär såsom tarmen kräver kommersiellt tillgängliga delar såsom ett permeabelt membran för cellerna att växa på, som används i jämförbara organ-on-chips, och plastfolie för att försegla den, säger Winkler. Den enda utrustningen som behövs skulle vara en automatiserad knivskärare, som säljs för cirka 100 euro.
"Tejpen ersätter alla viktiga strukturella element, genom att skära den till formen, och gör att de lätt passar ihop eftersom tejpen fastnar på det permeabla membranet och andra material.
"Denna teknik skulle kunna demokratisera organ-on-chip-tekniken för laboratorier som arbetar med läkemedelsutveckling i miljöer med lägre resurser, " säger Winkler. "Det gör det mer överkomligt när det gäller den utrustning som behövs för att tillverka chipsen internt, såväl som när det gäller tillverkning av kommersiellt tillgängliga chips."