Tidak banyak ciptaan yang mahal untuk dicipta atau mungkin gagal sebagai ubat baru.
Dianggarkan, secara purata, membangun dan menguji ubat farmaseutikal baru kini mengambil masa 10 tahun dan kos hampir $ 1.4 bilion. Sekitar 85 peratus tidak pernah melewati percubaan klinikal awal, dan mereka yang melakukannya, hanya separuh sebenarnya diluluskan oleh FDA untuk pergi ke pasaran. Itulah salah satu sebab mengapa kos ubat banyak.
Sekarang, berita gembira. Para saintis berfokus pada bagaimana untuk meningkatkan kemungkinan kejayaan dan mempercepatkan proses sambil mengekalkan ubat-ubatan yang selamat telah membangunkan inovasi yang menjanjikan: "organ-organ pada cip." Mereka cukup banyak apa yang mereka kedengaran seperti-kecil, berfungsi organ-organ manusia berkembang pada peranti kira-kira saiz kayu memori komputer.
Lompatan terkini datang dari pasukan jurutera bioperubatan di University of Toronto. Awal minggu ini, dalam sebuah artikel dalam jurnal Nature Materials, saintis-saintis ini menerangkan bagaimana mereka dapat mendapatkan kedua-dua hati dan tisu hati tumbuh pada perancah kecil, dimensi tiga dimensi, berpasir dengan saluran darah tiruan buatan rambut, dan kemudian lihatlah organ-organ yang berfungsi seperti di dalam tubuh manusia.
Mereka memanggil peranti mereka sebagai AngioChip, dan menurut ketua pasukan, Milica Radisic, potensinya tidak dapat merevolusi proses pengujian dadah. Dia membayangkan satu hari apabila ia boleh ditanam dalam tubuh manusia untuk memperbaiki organ-organ yang berpenyakit atau yang rosak.
"Ia benar-benar multifungsi, dan menyelesaikan banyak masalah dalam ruang kejuruteraan tisu, " kata Radisic, seorang profesor di Institut Biomaterial & Kejuruteraan Bioperubatan universiti, dalam kenyataan akhbar. "Ia benar-benar generasi akan datang."
Membina organ-organ kecil
Para penyelidik sudah dapat mengembangkan tisu organ di makmal, tetapi umumnya pada plat rata, dan menghasilkan model dua dimensi yang berbeza dari apa yang sebenarnya berlaku di dalam diri kita. Itu mengehadkan berapa banyak penyelidik boleh belajar tentang keberkesanan dan risiko menggunakan ubat baru untuk merawat organ tertentu.
Tetapi teknologi seperti AngioChip menyediakan lebih realistik, jika kecil, versi organ manusia dan itu, kata Radisic, akan membolehkan penyelidik mengenal pasti lebih awal pada ubat-ubatan yang merit yang bergerak ke dalam ujian klinikal. Ia juga boleh mengurangkan keperluan untuk menguji mereka pada haiwan.
Membina peranti itu bukan satu cabaran kecil. Pelajar siswazah, Boyang Zhang terlebih dahulu menggunakan teknik yang dikenali sebagai stamping 3D untuk menghasilkan lapisan polimer yang jelas dan fleksibel. Setiap lapisan mengandungi corak saluran yang tidak lebih luas daripada rambut manusia. Ini akan berfungsi sebagai saluran darah organ.
Dia kemudian secara manual menyusun lapisan dan menggunakan cahaya UV untuk menyebabkan tindak balas kimia yang meleburkannya bersama-sama. Yang mencipta perancah di mana organ itu akan berkembang. Untuk melihat sama ada penemuan mereka sebenarnya berfungsi, penyelidik menanamnya dalam tikus. Mereka teruja untuk melihat darah melalui saluran sempit peranti tanpa pembekuan.
Mereka kemudian memandikan AngioChip dalam cecair yang penuh dengan sel-sel jantung manusia yang hidup. Tidak lama kemudian, sel-sel itu mula berkembang di dalam dan di luar saluran darah tiruan seperti yang mereka lakukan dalam tubuh manusia. Apabila sel-sel terus berkembang pada bulan berikutnya, peranti fleksibel mula bertindak seperti organ sebenar, akhirnya menyambung dan berkembang dengan irama mantap, seperti degupan jantung.
"Apa yang membuat AngioChip unik ialah kami membina sistem vaskular dalam tisu, " jelas Zhang. "Ini rangkaian kapal akan, pada masa akan datang, membantu kita untuk menyambungkan pelbagai organ bersama-sama sama seperti bagaimana organ kita dihubungkan bersama dalam sistem darah kita."
Menggantikan pemindahan?Para jurutera mencipta hati pada cip dengan cara yang sama. Pada masa yang sama, ia juga mula bertindak seperti rakan sejawatannya, menghasilkan urea, sebatian utama dalam air kencing, dan juga metabolisme dadah. Akhirnya, para saintis akan dapat menyambung cip organ-organ yang berbeza untuk melihat bukan sahaja bagaimana ubat akan mempengaruhi setiap organ, tetapi juga kesannya pada kedua-dua mereka pada masa yang sama.
Atau, seperti yang dicadangkan oleh Radisic, sel tumor dan hati boleh dihubungkan bersama-sama untuk melihat ubat-ubatan yang boleh memusnahkan tumor tanpa merosakkan jantung.
"Kapal terkecil dalam tisu ini hanya seluas rambut manusia, tetapi darah masih dapat mengalir dengan mudah melalui mereka, " kata Radisic. "Ini bermakna kita akan dapat membina tumor manusia dalam haiwan menggunakan platform ini untuk membantu mencari ubat anti kanser yang baru dan lebih berkesan. "
Jelasnya, organ-organ makmal mempunyai potensi untuk membawa lebih ketepatan dan kelajuan kepada proses pengujian dadah. Tetapi sebaik AngioChip boleh ditanam pada manusia, nota Radisik, ia boleh menggantikan keperluan untuk pemindahan organ dari orang lain. Sebaliknya, organ boleh ditanam dengan sel-sel yang diambil dari tuan rumah, yang boleh mengurangkan risiko penolakan.
Rata-rata, 21 orang mati setiap hari kerana organ yang sesuai tidak tersedia untuk pemindahan.
Langkah seterusnya untuk pasukan University of Toronto adalah untuk bekerja dengan pengilang untuk membangunkan proses untuk membina pelbagai AngioChips pada masa yang sama. Sekarang, mereka tangan dibina, satu demi satu.
