«Аномальная свертываемость крови и активация тромбоцитов являются серьезными медицинскими проблемами, и способы их изучения сейчас чрезмерно упрощены», — сказал директор-основатель Wyss Institute Дональд Ингбер, доктор медицины, доктор философии, который также является профессором биологии сосудов Гарвардского университета Джуды Фолкмана. Медицинская школа и программа сосудистой биологии в Бостонской детской больнице, а также профессор биоинженерии Гарвардской школы инженерии и прикладных наук им. Джона А. Полсона. «В настоящее время у клиницистов нет инструментов для мониторинга гемостаза, которые учитывали бы физиологически важные взаимодействия между эндотелиальными клетками и текущей кровью».До сих пор важнейшее взаимодействие между эндотелиальными клетками и циркулирующей кровью не было точно воспроизведено в практическом диагностическом устройстве из-за проблемы включения живых эндотелиальных клеток в надежный инструмент тестирования.
Теперь команда под руководством Ингбера из Института биологической инженерии Висса при Гарвардском университете обнаружила, что эндотелиальные клетки не обязательно должны быть «живыми», чтобы оказывать свое влияние на свертывание крови. Новое устройство, разработанное командой и опубликованное в августе в журнале Biomedical Microdevices, могло контролировать образование тромбов и диагностировать эффективность антитромбоцитарной терапии с помощью микроинженерии крошечных полых каналов, выстланных химически «фиксированными» эндотелиальными клетками человека, которые более точно имитируют клеточные. и условия сосудистого кровотока внутри тела пациента, чем на голой поверхности.
«Это биоинспирированное устройство, которое выполняет эндотелиальную функцию больного пациента без реальных живых клеток, и это значительно увеличивает надежность устройства», — сказал первый автор исследования Абхишек Джайн, доктор философии, бывший научный сотрудник Института Висс. который недавно был назначен доцентом кафедры биомедицинской инженерии Техасского университета.Эта диагностика свертывания крови может даже использоваться для изучения влияния эндотелиального воспаления на образование тромбов, что очень важно у пациентов, страдающих атеросклерозом, хроническим заболеванием, при котором образуется бляшка, приводящая к затвердеванию и сужению кровеносных сосудов.«Это один из первых примеров того, как микрожидкостная система культивирования клеток может иметь добавленную стоимость в клинической диагностике», — сказал соавтор исследования Андрис ван дер Меер, доктор философии, бывший научный сотрудник Института Висс, ныне доцент. получил степень магистра в области прикладных технологий стволовых клеток в Университете Твенте, Нидерланды. «Использование химически фиксированной ткани, которая больше не является живой, предлагает четкий и безопасный путь к дальнейшим испытаниям и разработке продукта».Предыдущее исследование, проведенное Ингбером и его командой, показало, что воссоздание физического состояния и кровотока сосудистой сети в микрофлюидных каналах позволило им предсказать точное время, когда кровь может свернуться, с потенциальным применением в мониторинге в реальном времени пациентов, получающих внутривенные антикоагулянты, с целью предотвращения осложнений. такие как инсульт и окклюзия сосудов.
Их последнее устройство добавляет еще один уровень сложности, встраивая функциональность сосудистого эндотелия в диагностический инструмент, который можно было бы изготавливать, хранить и отправлять для клинического использования, что раньше никогда не считалось возможным.«Наши усилия по имитации сосудистой системы в микрофлюидном устройстве привели к двум направлениям развития технологий, которые потенциально могут быть объединены в будущем для разработки портативных инструментов, подходящих для диагностики и даже обнаружения того, какие болезненные состояния приводят к свертыванию крови. , — сказал Ингбер. «Вместе они представляют собой новый набор физиологически значимых микроустройств, которые включают в себя важные механические сигналы, и которые могут иметь краткосрочное влияние на наше понимание и предотвращение дисфункционального гемостаза».