用MEMS芯片找到控制心臟病的方法

　　EETimes佛羅里達州報道，對于研究心血管疾病的成因和預防方法，未來(lái)將不僅局限于解剖大鼠或培養皿中培養心臟細胞。在新加坡南洋理工大學(xué)，醫學(xué)研究人員正嘗試利用一款新開(kāi)發(fā)的微機電系統(MEMS)微流控芯片，來(lái)實(shí)現這一目標。

　　該芯片模擬了當脂肪和膽固醇積聚在內部動(dòng)脈壁斑塊上時(shí)，動(dòng)脈中的精確血流情況。在活組織中，由此產(chǎn)生的動(dòng)脈粥樣硬化會(huì )(atherosclerosis)限制血液流動(dòng)，并可能導致心臟病發(fā)作。這款芯片最牛的地方是，能夠模擬心臟血管細胞的炎癥反應，這種反應能夠切斷血液供應。如果這些反應能被抑制，那么心臟病就不會(huì )發(fā)生。

　　在實(shí)驗中，研究人員首先使用人造血液來(lái)完善通過(guò)微流體“血管”的流動(dòng)通道，然后使用真實(shí)血液模擬需要消除的炎癥反應，以防止心臟病發(fā)作。因為在芯片上可以密切觀(guān)察到血管內壁細胞的反應，所以研究小組聲稱(chēng)他們的動(dòng)脈粥樣硬化建模方法，遠遠優(yōu)于使用培養細胞或實(shí)驗室動(dòng)物模擬條件的方法。

　　該小組希望學(xué)習如何通過(guò)多種手段來(lái)調節血管收縮，以防止或至少減輕心臟病發(fā)作。到目前為止，研究人員的精力已經(jīng)集中在心臟血流的整體生物力學(xué)上，并精確地模擬了心臟血管的形狀和幾何結構，以查明血管收縮原因。

　　這個(gè)僅方寸之間的芯片擁有兩個(gè)堆疊的腔室，通過(guò)柔性聚合物膜隔開(kāi)，以模擬導致心臟病發(fā)作的條件。底部腔室包含壓縮空氣，頂部腔室包含血液(或血樣測試流體)。為了準確地模擬一顆真實(shí)的心臟，研究人員從冠狀靜脈培養內皮細胞(endothelial cells )，使其充滿(mǎn)流體填充室。該系統通過(guò)將空氣泵送到柔性充氣室中來(lái)操作，從而推動(dòng)薄膜以模擬阻塞動(dòng)脈中受限制的血流。

　　在芯片上實(shí)現動(dòng)脈粥樣硬化的模擬，并在心臟病發(fā)作前評估血管的狹窄和血液的健康狀況

　　研究人員發(fā)現，隨著(zhù)血管堵塞情況的加劇，內皮細胞釋放出一種導致動(dòng)脈粥樣硬化的蛋白質(zhì)。當使用真實(shí)血液模擬時(shí)，免疫細胞的積聚則更快發(fā)展成動(dòng)脈堵塞斑塊的脂質(zhì)。

　　據芯片研發(fā)負責人韓偉厚(音譯)介紹，該芯片在模仿這些眾所周知的心臟病前兆的準確性，使其成為測試新療法的理想裝置。