黃文華、吳耀彬團(tuán)隊(duì)在3D打印構(gòu)建心肌器官芯片用于藥物心肌毒性評估的研究取得新進(jìn)展

近日，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院黃文華、吳耀彬團(tuán)隊(duì)撰寫的論文Multiscale Anisotropic Scaffold integrating 3D Printing and Electrospinning Techniques as a Heart-on-a-chip Platform for Evaluating Drug-induced Cardiotoxicity在生物材料領(lǐng)域頂尖期刊Advanced Healthcare Materials（1區(qū)，影響因子11.092） 以研究長文的形式在線發(fā)表。

藥物的心肌毒性是導(dǎo)致新藥研發(fā)失敗的重要原因之一。目前用于評估藥物心肌毒性的臨床前實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭饕w外的細(xì)胞二維培養(yǎng)模型和體內(nèi)的動(dòng)物模型，但前者難以模擬天然組織復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，后者因動(dòng)物和人種屬不同導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在較大差異。器官芯片技術(shù)則為體外藥物篩選提供了新途徑。然而，體外心肌組織模型仍存在仿生程度低、協(xié)同跳動(dòng)差等主要問題。因此，構(gòu)建高仿生工程化心肌組織，并集成三維可視化心肌芯片對體外藥物篩選模型的發(fā)展至關(guān)重要。

基于此，該團(tuán)隊(duì)利用3D打印-靜電紡絲聯(lián)合工藝構(gòu)建出了可促進(jìn)心肌細(xì)胞取向及成熟的多尺度模塊化心肌支架，并利用甲基丙烯酸酐化明膠水凝膠作為粘合劑層層堆疊模塊化支架構(gòu)建三維心肌組織。通過進(jìn)一步將三維工程化心肌組織整合到自主設(shè)計(jì)的微流控芯片系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)可視化三維心肌器官芯片平臺的構(gòu)建。該芯片可用于藥物誘導(dǎo)心肌毒性的評估及對心肌具有保護(hù)作用的藥物效果驗(yàn)證。該研究為構(gòu)建三維心肌器官芯片提供了一種新策略，為藥物的早期安全性和療效評估提供了高效的三維仿生體外檢測平臺。

附圖 3D打印-靜電紡絲聯(lián)合工藝構(gòu)建心肌器官芯片用于藥物心肌毒性評估示意圖

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院吳耀彬副教授、黃文華教授、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院王玲副教授為本文共同通訊作者，碩士研究生劉思甜、2016級臨床醫(yī)學(xué)八年制學(xué)生王子涵、碩士研究生陳馨怡為共同第一作者。

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