Људски органи на микрочипу

Највећи изазов за област биоинжењеринга у 21. веку представља унапређење тестирања и израде лекова за разне болести. Процедура око потврде безбедности неког лека и његовог усвајања у лечењима захтева много времена и улагања.

Један од традиционалних начина тестирања лекова је узгајање ћелијске културе.

Издвајају се живе ћелије из људског тела, узгајају у вештачкој средини, а потом се излажу утицају одређеног лека.

Резултати таквих истраживања нису увек сасвим поуздани, јер је другачија животна средина ћелије ван људског тела.

Фармацеутске компаније су се затим ослониле на тестирање лекова на животињама, што поново не води реалном предвиђању рекација људи на лекове, јер животињски модели не могу да предвиде шта ће се догодити људима који користе одређени лек.

Будућност поузданијег тестирања лекова је у стварању микрочипова, који ће обезбедити раст људских ћелија у бољој околини, опонашајући живе људске органе.

Инжењери су успели да развију такав систем, правећи пример људских плућа на микрочипу. За такав процес користе се технике из индустрије за производњу компјутерских чипова.

Оно што нам указује на сличност са живим плућима је попречни пресек микрочипа који се састоји од горње и доње ћелијске културе које раздваја флексибилна мембрана чија горња страна чини место за узгајање ћелија плућа, а доња за капиларне ћелије.

Таква, капиларна страна, потпомаже цео процес протоком течности. Применом вакуум усисавања, што опонаша покрете дисања, стварају се слојеви ткива који бивају везани двема странама за мембрану.

Овај, микрофлуидни уређај, омогућава култивисање људских ћелија у физиолошком окружењу, а опонаша и физиолошке одговоре живих плућа ка спољашњим утицајима.

Kада у плућа доспеју одређене бактерије, ћелије шаљу аларм капиларима, упозоравајући тако имуни систем. Тада долазе лимфоцити, лепећи се за место инфекције у алвеолама, што је један од основних одговора нашег тела на инфекцију.

Научници су открили да се такав процес може догодити и на микрочипу људских плућа. Убацили су бактерију у горњи слој микрочипа и потом су се лимфоцити из доњег, капиларног слоја, преместили и залепили на местима где је присутна инфекција, исто као и у људском организму.

Нучници су закључили да овакав систем, изграђен на микрочипу, може опонашати више сложених физиолошких процеса, који и иначе прате жива плућа.

Kористећи систем 3Д штампања, инжењери су развили и микрочип људског ока, који опонаша трептање ока, што одржава очну површину хидрираном.

Такав микрочип има и исту закривљеност као људско око и представља место за узгајање коњуктивних и ћелија рожњаче. Даљи процес би представљао изградњу свих људских органа на чипу, симулирајући тако целокупну физиологију људског тела.

Такође, ради се и на узимању и узгајању појединачних ћелија, како би такви микрочипови органа пратили процес проналаска одговарајућег лека и омогућили персонализовано лечење.