东南大学_ 东南大学赵远锦团队《Research》：开发出智能响应性肝癌器官芯片

传统药物的研制过程太费时，费用庞大，而且效果不大。 为了解决这个问题，器官芯片( Organ-on-a-chip )诞生了。 器官芯片提供了一个基于组织和器官水平的新研究平台，融合了微纳加工、材料科学、细胞培养、药物学等多个领域的技术手段，目前已经成为人类生命科学研究中最受欢迎的新工具之一。 然而，目前构建器官芯片的骨架材料往往没有动态响应能力，只提供细胞培养的刚性结构。 因此，具有动态刺激响应特征的新器官芯片的开发备受期待。

最近，东南大学赵远锦教授的研究小组在海洋动物捕食过程中被启发，研制出新型智能响应性肝癌器官芯片(图1和2 )。 。 本研究将抗蛋白石结构氧化石墨烯( GO )水凝胶多孔支架材料与微流控制系统集成芯片，实现多孔支架内部肝癌成纤维血管内皮多层细胞的组装共培养，结果表明该共培养系统能促进血管的生成和肝脏相关酶的分泌。

图1仿生智能响应性支架材料示意图

图2肝癌器官芯片

研究人员以GO和感温性水凝胶N-异丙基丙烯酰胺( NIPAM )为骨架材料，制备了大小均匀、具有相互连通孔结构的反蛋白石GO水凝胶支撑体。 这种特征性的孔结构为细胞迁移和营养物质输送提供了方便的通道，同时也能有效地预防内部细胞的坏死。 另外，GO和NIPAM水凝胶的光热响应能力使得多孔支架在红外光控制下具有动态收缩能力，能够实现漂浮细胞的快速浓缩。

图3反蛋白石结构GO水凝胶多孔支架的制备

图4细胞浓缩过程

相关工作发表在Research杂志上，论文的第一作者是课题组博士邵长敏，赵远锦教授是文章的唯一通信作者。 研究工作由国家自然科学基金、NASF联合基金重点支持项目等资助。

参考文献:

C. M. Shao，Y. X. Liu，J. J. Chi，J. Wang，Z. Zhao，y.j.Zhao responsiveinverseopalscaffoldswidoimmitictionenrichmentcapabilityforcellculture

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资料来源:高分子科学前沿

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