Эффективность существующих лекарств против свертывания крови может быть ограничена из-за риска осложнений, что вызывает потребность в альтернативах, которые могут как предотвратить образование тромбов, так и снизить риск чрезмерного и опасного для жизни кровотечения.
Новая биосовместимая лаборатория на чипе, подробно описанная в статье, недавно опубликованной в журнале Analytical Chemistry, может помочь ускорить открытие и разработку новых методов лечения свертывания крови.
Технология была разработана группой биохимиков и инженеров во главе с Университетом RMIT и группой гематологических микроплатформ в Австралийском центре болезней крови (ACBD) в Мельбурне, Австралия.
Он эффективно сокращает лабораторию медицинской патологии до небольшого чипа с автоматизированными процессами, которые могут за несколько минут выполнить то, что может занять несколько дней в полноразмерной лаборатории.
Новое устройство разработано специально для работы со сложной и чувствительной биологией крови, с уникальной системой микронасосов и аналитическими инструментами для проверки влияния химических соединений на процесс свертывания крови.
Ведущий исследователь доктор Уорвик Несбитт, RMIT и Университет Монаша, работает с сотрудниками ACBD над использованием новаторского устройства для лучшего понимания механизмов свертывания и разработки новых препаратов против свертывания крови.
Несбитт сказал, что очень немногие разработанные на сегодняшний день микроприборы подходят для клинического или исследовательского использования, потому что они не основывались на понимании того, как на самом деле ведет себя кровь.
«Кровь чрезвычайно чувствительна к искусственным поверхностям и очень легко образует сгустки, поэтому технологии обращения с кровью должны быть одинаково чувствительными», – сказал Несбитт, старший научный сотрудник вице-канцлера RMIT и руководитель группы в ACBD.
«Мы объединили глубокое понимание биологии крови с точным микротехническим проектированием и дизайном, чтобы создать устройство, которое может работать с цельной кровью и давать надежные результаты.
«Мы надеемся, что этот мощный новый инструмент даст исследователям преимущество в предоставлении более качественных и безопасных средств против свертывания крови для улучшения здоровья и благополучия миллионов людей во всем мире."
Со-ведущий автор доктор Криспин Шидзик сказал, что устройство может имитировать условия в кровеносных сосудах.
«Это ключевой шаг к разработке быстрых и эффективных микросистем для доклинического и клинического гематологического скрининга и диагностики."
Дорогая, я уменьшил лабораторию: как это работает
Микролаборатория может проверять сотни лекарственных соединений всего за несколько часов, выявляя их влияние на кровь и быстро определяя те из них, которые имеют наибольший потенциал для клинического использования.
Устройство основано на технологии микрожидкостных чипов, разработанной в Исследовательском центре микронано-нанотехнологий RMIT (MNRF) и в Лаборатории биологии сосудов (ACBD – Университет Монаша).
Микрожидкостный чип содержит множество миниатюрных каналов, клапанов, процессоров и насосов, которые могут точно и гибко управлять жидкостями.
Чипы сочетают в себе скорость, портативность и емкость, обрабатывая огромное количество крошечных элементов обработки.
Важно отметить, что они также масштабируемы и дешевы в производстве.
Микрожидкостная технология была объединена с чувствительным анализом для проверки того, как тромбоциты – компонент крови, образующий сгустки, – реагируют на различные химические комбинации.
В экспериментальном приложении микролаборатория использовалась для исследования того, как дозирование крови с выбранными низкомолекулярными ингибиторами влияет на динамику тромба тромбоцитов, то есть на то, как тромбоциты скапливаются вместе.
Многообещающие результаты продемонстрировали, что автоматизированная лаборатория на чипе может точно контролировать кровоток, доставлять и смешивать лекарственные соединения с кровью за секунды и отправлять дозированную кровь в систему анализа тромбов, расположенную ниже по течению.
Директор MNRF, заслуженный профессор Арнан Митчелл сказал, что существующие технологии тестирования химических соединений в крови очень трудозатратны и требуют много времени, что ограничивает количество проверок в любое время.
«Наше устройство позволяет исследователям отправлять через систему сотни потенциальных комбинаций, очень быстро смешивая их с кровью и получая результаты всего за несколько минут», – сказал Митчелл.
"Компактные, целенаправленные, автоматизированные и точные – это будущее технологий разработки лекарств."
Работа поддержана в рамках проекта Discovery Австралийского исследовательского совета и грантов на развитие Национального совета по здравоохранению и медицинским исследованиям.