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LiU的科学家开发了一种新方法来生产水合物质,水凝胶,其性质类似于体内细胞的自然环境。该材料可以适应难以培养的细胞类型的各种要求,并在微芯片上产生器官样结构。

在实验室培养的细胞有许多应用,其中之一是测试各种新物质是否会损害细胞。一种称为片上器官的快速发展的技术涉及在小芯片上培养来自人体器官的细胞,并提供氧气和营养物质。科学家们正在尝试开发越来越复杂的模型,模拟组织或完整器官在体内的功能。这些模型可以用于医学研究的许多领域,例如测试潜在的药物,并且从长远来看,可以取代一些动物实验。

然而,培养人体细胞并不容易。它们通常具有非常特殊的要求,并且容易死亡。在体内,细胞被称为基质的支撑结构包围。这是一种水合凝胶,主要由蛋白质和碳水化合物组成。细胞的环境从一种组织类型到另一种组织类型不同,并且对细胞功能具有重大影响。LiU的研究人员正在开发软材料,模仿身体细胞的自然环境,用于细胞培养。

我们的新材料可以在很大范围内调整性能。新的功能,例如细胞所需的小蛋白质片段,可以被合并,这样即使是挑剔的细胞也可以复制和发挥作用,Daniel
Aili说道,他和Carl-Fredrik
Mandenius一起领导了这项研究。两人均在物理,化学和生物学系(IFM)工作。

该材料在生物制造的文章中描述,由两种在水中混合的组分和活细胞组成。发生化学反应,使组分形成水合凝胶,水凝胶,类似于天然存在的基质。这种化学反应是自发发生的,不会影响细胞。科学家们对水凝胶特性进行了广泛的测试,并将其与其他常用材料进行了比较。

我们可以在很大范围内调整水凝胶的机械性能。我们还可以控制凝胶的形成速度:重要的是不要太快或太慢,Daniel
Aili说。

肝脏在测试新药物时很重要,因为肝脏处理了我们服用的许多药物。出于这个原因,研究人员使用水凝胶测试了使用干细胞培养的肝细胞来制造人体肝脏。研究小组能够调整材料,使这些相当苛刻的细胞能够扩散和发挥作用。在其基本配置中,水凝胶不含蛋白质,但研究人员在材料中包含了在人体肝脏周围组织中发现的重要蛋白质的合成片段。当他们将这种蛋白质模拟组分添加到水凝胶中时,芯片上的肝细胞开始产生白蛋白,就像肝脏在体内一样。实验室外套中的年轻人与水凝胶一起工作。

我们材料的主要意义可能在于开发有用的肝脏模型,可用于简化药物开发的早期阶段。对于想要控制细胞培养物质含量的人来说,我们的水凝胶非常有趣。并且它很容易适应不同类型的细胞和组织,Daniel
Aili说。

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