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新装置或将取代药物动物试验

本报讯 由大连理工大学制药科学与技术学院、中科院大连化物所教授林炳承,大连理工大学副教授罗勇带领的团队,研发出一种使多种细胞及组织在体外共存的类器官多功能微流控芯片。相关成果发表于《科学报告》杂志。

记者日前从大连理工大学获悉,该大学副教授罗勇和大连化物所研究员林炳承带领的科研团队,研发了一种集成了多种细胞及组织的类器官多功能微流控装置,该装置初步具备药物试验中动物的功能,向取代临床前动物试验迈出了重要一步。该成果近日发表在英国的《科学报告》上。

据了解,新药在上市前需要进行大量的药代动力学、毒性和活性评价等临床前药物筛选过程,传统的方法则以动物试验为主。然而,动物试验周期长、耗费巨大,同时存在伦理纠纷。尤其是动物和人类的代谢系统有着很大差异,把动物身上得到的结果直接用于人体存在很大风险。因此,动物试验过程的种种弊端已成为当今全球范围内影响药物研究和开发的主要瓶颈。

目前,药物临床前试验主要依靠模型进行。无论是计算机模拟还是简单的细胞培养,均为简单的药物试验模型,虽然成本低廉,但与生物体内的真实生理环境相去甚远,往往结果片面且准确度不高,只能用于初步筛选。而动物试验虽然结果较体外试验更为可信,但也不能完全适用于人体,且成本相对较高。罗勇说。

此次研发的芯片能同时测定药物的吸收、分布、代谢、消除等药代动力学参数,并能进行药物的抗肿瘤和肝毒性评价,初步具备了试验用动物的功能。同时,该芯片由数个基本模块依次由上而下连接构成,可灵活组合、规模集成,并根据实际需要,任意更换其中的细胞和组织种类以及模块的叠放顺序,从而朝最终取代临床前动物试验迈出了重要一步。

为更接近实际生理病理研究模型,罗勇团队研发的新装置由数个基本模块依次由上而下连接构成:包括吸收模块、肝代谢模块、分布模块、药效模块和消除模块等,每个模块均由微通道及具有相关生物功能的膜结构或组织组成,由微流体连接,由蠕动泵提供动力,构成封闭的循环流体模拟体液,同时可实时监控芯片药物或目标生物标记物的变化,并可根据需要更换其中的细胞和组织种类以及模块的叠放顺序,检测药物及多种生物标记物的变化。利用该装置能同时测定药物的吸收、分布、代谢、消除等药代动力学参数,进行药物的抗肿瘤和肝毒性评价,初步具备了试验中动物的功能,为微流控组织器官装置进行药物临床前研究提供了新策略。罗勇说。

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