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Herz-Lungen-Maschine auf einem Biochip



An der Harvard-University in Cambridge, Massachusetts (USA), wollen Bio-Ingenieure ein Herz-Lungen-Modell entwickeln, das es ermöglicht, pharmakologische Substanzprüfungen besonders effizient durchzuführen.

Die Nationale Institutes for Health (NIH) und die Food and Drug Administration (FDA) finanzieren das Projekt mit über 3 Millionen Dollar. Das Innovative an dieser Forschungsarbeit ist die Verknüpfung von Techniken aus der Computerindustrie mit Verfahren des Tissue Engineering, mit dem dreidimensionales Gewebe konstruiert wird. Mit einer Vakuumpumpe lassen sich, ähnlich wie im natürlichen Umfeld, die physiologischen Funktionen einer atmenden Lunge sowie eines schlagenden Herzens simulieren.

An dieser Konstruktion, die menschliche Zellen verwendet, ist es möglich, schädliche Wirkungen zu erkennen, die durch Einatmen bestimmter Substanzen auftreten können. Die zur Überprüfung auf Giftigkeit durch Einatmen üblicherweise durchgeführten Tierversuche sind nicht nur besonders qualvoll für die Tiere, sondern im Gegensatz zu diesem ausgeklügelten Herz-Lungen-System, unzuverlässig und langwierig.

Solche »Organs on a Chip« (Organe auf einem Chip) können komplexe Funktionen bestimmter Organe simulieren. Mit dem Herz-Lungen-Chip werden erstmals zwei Organe in einem System miteinander kombiniert.

Einen mit Blick auf die drohende Verschiebung des Kosmetiktestungsverbotes ausgeklügelten Biochip haben Wissenschaftler der Fachhochschule Jena in Zusammenarbeit mit der Universität Regensburg und regionalen Firmen entwickelt.

Im Rahmen des Projektes »FASTEST« haben die Wissenschaftler ein Lab-on-a-Chip-System (Labor auf einem Chip) entwickelt, an dem pflanzliche Kosmetikinhaltsstoffe getestet werden können. Durch kleine Schläuche werden Pflanzenextrakte auf die auf dem Chip aufgetragenen Hautzellen gegeben. Nach zwei Tagen wird ausgewertet, ob die Testsubstanz reizende Wirkung hat, allergische Reaktionen auslösen kann oder giftig ist. Hierfür wird anhand von elektrochemischen Untersuchungen in Kombination mit Beobachtungen durch eine Kamera das Ausmaß des Schadens bewertet, den die Zellen genommen haben.

Gefördert wird das Forschungsprojekt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie mit rund 1,3 Millionen Euro. Die Wissenschaftler streben die Fertigstellung eines leistungsfähigen Prototyps bis zum 30. April 2013 an, was helfen könnte, die drohende Fristverlängerung der Tierversuche über 2013 hinaus zu verhindern.

Foto: FH Jena

Weitere Information:

http://www.seas.harvard.edu/news-events/press-releases/heart-lung-micromachine-for-drug-safety-testing-receives-funding

http://www.fh-jena.de/index.php/page/231/6135

http://www.aerzte-gegen-tierversuche.de/infos/tierversuchsfreie-forschung/542-biochips-die-in-vitro-revolution-

http://www.aerzte-gegen-tierversuche.de/infos/kosmetik-chemikalien/590

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