專家已研發(fā)出專供心臟病研究的MEMS芯片

　　新加坡南洋理工大學(xué)（Nanyang Technological University）研究團(tuán)隊(duì)已開發(fā)出一種微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）微流體芯片，能模擬當(dāng)脂肪和膽固醇聚積在內(nèi)部動脈壁斑塊時動脈中的精確血流情況，而能用來研究心血管疾病的成因和預(yù)防方法。

　　據(jù)報導(dǎo)，脂肪和膽固醇聚積在內(nèi)部動脈壁斑塊時，由此產(chǎn)生的動脈粥樣硬化會限制血液流動，并可能導(dǎo)致心臟病發(fā)作。該芯片的關(guān)鍵是能模擬心臟血管細(xì)胞的炎癥反應(yīng)。炎癥反應(yīng)會阻斷血液供應(yīng)，若能加以抑制，心臟病就不會發(fā)作。

　　該團(tuán)隊(duì)在研究中先用人造血液來完善透過微流體血管的血派流動，再使用真實(shí)血液模擬需消除的炎癥反應(yīng)以防止心臟病發(fā)作。由于在芯片上可密切觀察到血管內(nèi)壁細(xì)胞的反應(yīng)，因此該團(tuán)隊(duì)聲稱其對動脈粥樣硬化的建模方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于使用培養(yǎng)細(xì)胞或?qū)嶒?yàn)室動物的建模方法。

　　這顆僅1寸大小的芯片有兩個堆疊腔室，透過柔性聚合物膜隔開，以模擬導(dǎo)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。為準(zhǔn)確模擬真實(shí)心臟，研究人員從冠狀靜脈培養(yǎng)內(nèi)皮細(xì)胞，使其充滿流體填充室。

　　該系統(tǒng)通過將空氣泵送到柔性充氣室中來操作，從而推動薄膜以模擬阻塞的動脈中受限制的血流。該團(tuán)隊(duì)希望學(xué)習(xí)如何透過各種手段來調(diào)節(jié)血管收縮，以防止或至少減輕心臟病發(fā)作。研究人員迄今專注于心臟血流的整體生物力學(xué)，并精確地模擬心臟血管的形狀和幾何結(jié)構(gòu)，以查明血管收縮的原因。

　　研究人員發(fā)現(xiàn)，隨著血管堵塞作用增加，內(nèi)皮細(xì)胞會釋放出導(dǎo)致動脈粥樣硬化的的蛋白質(zhì)。而使用真實(shí)血液時，免疫細(xì)胞積聚會更快發(fā)展成動脈堵塞斑塊的脂質(zhì)。團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)人Han Wei Hou表示，這款芯片能準(zhǔn)確模擬已知的心臟病前兆，使其成為測試新療法的理想裝置。