研究人员设计placenta-on-a-chip更好地理解怀孕

国立卫生研究院(NIH)的研究人员和他们的同事们开发了一种“placenta-on-a-chip”研究人类胎盘的内部工作原理及其在妊娠中的作用。设备被设计用来模仿,在微观层面上,胎盘和模型的结构和功能的营养从母亲转移到胎儿。此原型是一种最新的一系列organ-on-a-chip技术发展加速生物医学进步。

这项研究发表在母胎与新生儿医学杂志》上,是由一个跨学科的研究团队从美国国立卫生研究院的尤尼斯•肯尼迪•施莱佛国立儿童健康和人类发展研究所(NICHD),宾夕法尼亚大学,韦恩州立大学/底特律医疗中心,在韩国首尔国立大学和峨山医疗中心。

“我们相信,这项技术可以用来解决难以回答的问题与当前胎盘模型系统和帮助使怀孕和研究其并发症,”罗伯托·罗梅罗说,医学博士美国儿童健康与人类发展研究所的首席围产期学研究分支,该研究的作者之一。

胎盘是一个临时的器官在怀孕和发展是母亲和胎儿之间的主要接口。在它的许多功能是充当“协管员”物质母亲和胎儿之间旅行。胎盘帮助营养物质和氧转移到胎儿,帮助废物离开。同时,胎盘试图阻止有害环境因素,如细菌,病毒和某些药物,从胎儿。胎盘功能不正常时,妈妈和婴儿的健康受到损害。

研究人员正在试图了解胎盘管理交通,运输有些物质和阻塞。有一天这些知识可以帮助临床医生更好地评估胎盘健康并最终提高怀孕结果。

然而,研究人类胎盘的挑战:它是耗时的,受到很大的可变性和胎儿的潜在风险。胎盘运输上的原因,之前的研究很大程度上依赖动物模型和人工培养的人类细胞。这些方法取得了有用的信息,但是是有限的,他们可以模仿人类的生理过程。

研究人员创建placenta-on-a-chip技术来应对这些挑战,用人类细胞的结构更像胎盘母胎的障碍。之间的半透膜装置包括两个小房间,一个充满母性的细胞来源于胎盘和胎儿细胞来源于另一个充满一个脐带。

设计后的结构模型,研究人员测试它的功能通过评估转让葡萄糖(一种物质的身体当将碳水化合物转化为能源)的产妇胎儿舱舱。葡萄糖的成功转移的设备反映体内发生什么。

“芯片可能会使我们更有效地做实验,以更低的成本比动物研究,”Romero博士说。“有了进一步的改进,我们希望这种技术可能会导致更好的理解正常胎盘流程和胎盘障碍。”