3D打印构建心肌器官芯片用于药物心肌毒性评估的研究取得新进展

黄文华、吴耀彬团队在3D打印构建心肌器官芯片用于药物心肌毒性评估的研究取得新进展

近日，基础医学院黄文华、吴耀彬团队撰写的论文Multiscale Anisotropic Scaffold integrating 3D Printing and Electrospinning Techniques as a Heart-on-a-chip Platform for Evaluating Drug-induced Cardiotoxicity在生物材料领域顶尖期刊Advanced Healthcare Materials（1区，影响因子11.092） 以研究长文的形式在线发表。

药物的心肌毒性是导致新药研发失败的重要原因之一。目前用于评估药物心肌毒性的临床前实验模型主要包括体外的细胞二维培养模型和体内的动物模型，但前者难以模拟天然组织复杂的三维结构，后者因动物和人种属不同导致实验结果存在较大差异。器官芯片技术则为体外药物筛选提供了新途径。然而，体外心肌组织模型仍存在仿生程度低、协同跳动差等主要问题。因此，构建高仿生工程化心肌组织，并集成三维可视化心肌芯片对体外药物筛选模型的发展至关重要。

基于此，该团队利用3D打印-静电纺丝联合工艺构建出了可促进心肌细胞取向及成熟的多尺度模块化心肌支架，并利用甲基丙烯酸酐化明胶水凝胶作为粘合剂层层堆叠模块化支架构建三维心肌组织。通过进一步将三维工程化心肌组织整合到自主设计的微流控芯片系统中实现可视化三维心肌器官芯片平台的构建。该芯片可用于药物诱导心肌毒性的评估及对心肌具有保护作用的药物效果验证。该研究为构建三维心肌器官芯片提供了一种新策略，为药物的早期安全性和疗效评估提供了高效的三维仿生体外检测平台。

附图 3D打印-静电纺丝联合工艺构建心肌器官芯片用于药物心肌毒性评估示意图

基础医学院吴耀彬副教授、黄文华教授、生物医学工程学院王玲副教授为本文共同通讯作者，硕士研究生刘思甜、2016级临床医学八年制学生王子涵、硕士研究生陈馨怡为共同第一作者。

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