Dr. Maïwenn Kersaudy-Kerhoas en Alfredo Ongaro van het Instituut voor Biologische Chemie, Biophysics en Bioengineering hebben samengewerkt met industriële partners om de eerste Organ-On-Chip-technologie te creëren die gebruik maakt van polymelkzuur (PLA).

PLA is een niet-giftige, ecologisch duurzaam materiaal afgeleid van glucosefermentatie en de toepassing ervan op Organ-On-Chip (OOC) -technologie zal meer ecologische duurzaamheid brengen in de biomedische industriesector.

Voor het eerst bedacht in 2007 om de mechanica en fysiologische respons van organen kunstmatig na te bootsen, OOC wordt veel gebruikt in medisch en farmaceutisch onderzoek om de effecten van medicijnen en andere chemicaliën op organen te onderzoeken. Met OOC kunnen wetenschappers de nauwkeurigheid van het verzamelen van gegevens verbeteren en meer fysiologisch relevante testgebieden creëren zonder dieren te schaden. OOC-technologie zou gepersonaliseerde geneeskunde kunnen verbeteren door de reactie van het orgaan van de patiënt op een bepaald medicijn na te bootsen door de cellen van de patiënt zelf te gebruiken.

Echter, 57 procent van de OOC-technologie maakt momenteel gebruik van polydimethylsiloxaan (PDMS), dat is een flexibel, van fossiel afgeleid materiaal waarvan bekend is dat het ongewenste moleculen afgeeft en onder bepaalde omstandigheden aan eiwitten kan binden. Dit, kan in bepaalde gevallen twijfelachtige en onvoorspelbare resultaten opleveren, en financiers hebben opgeroepen tot het ontwikkelen van alternatieven.

Schrijven in BioRxiv, het Heriot-Watt-team heeft aangetoond dat polymelkzuur (PLA) veel van de problemen oplost die door PDMS in OOC-onderzoeken worden gepresenteerd, aantonen dat het goedkoper en gemakkelijker te produceren is en goed vertaalt naar massaproductie.

Dr. Kersaudy-Kerhoas zei:"Ons onderzoek toont aan dat veiliger, Er kunnen efficiëntere materialen worden gebruikt die betrouwbaardere resultaten opleveren bij het verzamelen van gegevens uit in het laboratorium gekweekt weefsel. Het gebruik van polymelkzuur (PLA) in organ-on-chip-toepassingen kan onze kijk op deze technologie veranderen, het wegnemen van de noodzaak van dure en ethisch twijfelachtige dierproeven, zonder concessies te doen aan de duurzaamheid of de nauwkeurigheid van de gegenereerde resultaten.

"Meer dan de helft van de huidige Organ-On-Chip-technologieën maakt gebruik van polydimethylsiloxaan (PDMS), die is afgeleid van benzine en andere fossiele brandstoffen. PLA, echter, is een duurzame kunststof, geproduceerd met behulp van hernieuwbare bronnen met een focus op duurzame productieketens. Dit biocompatibele materiaal zou deel kunnen uitmaken van de volgende generatie voor Organ-On-Chip en Microfluïdische technologie.

"In samenwerking met collega's van de Universiteit van Leeds, Universiteit van Rome Tor Vergata en twee toonaangevende Europese microfluïdische fabrikanten, microfluïdische ChipShop en Micronit, we hebben Organ-On-Chip-prototypes geproduceerd die inzicht geven in het belang van duurzaamheid in deze arena. We willen de kennis van materiaalinteracties op micro- en nanoschaal helpen vergroten voor alle microfluïdische en lab-on-chip-toepassingen."

Dr. Holger Becker, chief scientist officer bij microfluïdische ChipShop zei:"Momenteel, op het gebied van biologisch afbreekbare polymeren voor microfluïdica hebben zeer weinig onderzoek en nog minder commerciële activiteiten plaatsgevonden. Gezien de behoefte aan milieuvriendelijkere producten, ook op dit gebied, we werken graag samen met de groep van Dr. Kersaudy-Kerhoas aan de Heriot-Watt University om praktische en commercieel haalbare oplossingen te vinden om onze maatschappelijke verantwoordelijkheden te vervullen."