新加坡科技研究局的下级研究机构——生物工程与纳米科技研究院(IBN)的科研人员研制出与人体肝脏功能近似的“人造肝脏”,可用于新药品的毒性试验,从而降低新药研发的成本。
肝脏是药物测试的重要器官,因为它能将药物中的毒素排除。那些无法被排除的毒素可能导致中毒或引发致命性副作用。研究人员利用含植物成分的中粘度羟丙基纤维素,制造与人体肝脏细胞功能高度相似的“人造肝脏”。
研究人员认为,“人造肝脏”是首个能够敏感预测肝脏对药物长期反应的测试模型,可助制药公司在早期阶段发现新药物的毒性,“从而加速新药品的研发,有效降低成本,对药品制造公司和消费者都有利”。
IBN用于药物试验的肝组织模型包含了以下的专利技术:
三维纤维支架
羟丙基纤维素是FDA批准的植物材料,是棉花和纸张的基本构成成分。利用羟丙基纤维素,IBN制造了一种具有生物相容性的多孔支架,使得肝细胞能够自发地聚集形成三维的肝脏球体。这些球体与肝脏组织极其相似,因而可用于药物试验。
芯片上的肝脏

IBN的创新性HepaTox芯片是一种“芯片上的肝脏”,可用于测试药物对肝脏的效果。通过将肝细胞接种与一种微流体系统,这种微型设备可用来筛查处理不同药物的能力。HepaTox芯片有8个通道,可同时对多种药物进行试验。这种小型设备可以显著减少对肝细胞和药物的用量,节约成本且不会降低效率。该专利技术发表在同行评审期刊Lab on a Chip, 7 (2007) 302-309,是该杂志下载量最多的文章之一。
微孔膜夹心培养
通常用于药物筛选的平台需要肝细胞进行试验,并且这些细胞通常培养与一种胶原凝胶中。但是这种凝胶会对药物产生阻碍作用,限制了肝细胞对营养和氧气的获取,导致试验结果不稳定和不可重复。在IBN的微孔膜夹心培养技术中,肝细胞位于微孔膜之间,微孔膜可以控制药物、营养以及氧气向肝细胞的输送,从而获得更加稳定和可重复的结果。膜的表面经过设计可刺激肝细胞与基质的相互作用,促进肝组织的形成。实验表明,微孔膜可保持肝细胞功能两个星期以上,可用于慢性肝脏毒性试验以及工业级的药物筛选。
