Een microfysiologisch systeem (MPS), ook wel bekend als een orgaan-op-een-chip, is een 3D-orgaanconstructie die gebruikmaakt van menselijke cellen die helpen onthullen hoe organen reageren op medicijnen en omgevingsstimuli.

Nutsvoorzieningen, Tohoku University-onderzoekers hebben een nieuwe analytische methode ontwikkeld die celfuncties in MPS visualiseert met behulp van scanning probe microscopie (SPM).

SPM verschilt van optische microscopie omdat het fijne sondescanning over een monsteroppervlak gebruikt en vervolgens de lokale interacties tussen de sonde en het oppervlak uitbuit. Het grootste voordeel van SPM ten opzichte van conventionele microscopie is dat fysieke en chemische omstandigheden snel en als een afbeelding met hoge resolutie kunnen worden verkregen.

In dit onderzoek, SPM's evalueerden een vasculair model (vasculatuur-op-een-chip) door middel van scanning elektrochemische microscopie (SECM) en scanning ion conductance microscopie (SICM). Met behulp van deze SPM's, de onderzoekers kwantificeerden de permeabiliteit en topografische informatie van de vasculature-on-a-chip.

"MPS toont potentieel om de fysiologie en functies van hun tegenhangers in het menselijk lichaam te recapituleren. Het meeste onderzoek over dit onderwerp was gericht op de constructie van biomimetische orgaanmodellen. er is een toenemende belangstelling voor het ontwikkelen van detectiesystemen voor MPS", zegt eerste auteur Yuji Nashimoto.

Sommigen hebben elektrochemische sensoren aangeprezen om MPS te controleren. Echter, de meeste elektrochemische sensoren kunnen de ruimtelijke informatie van celfuncties in MPS niet verkrijgen omdat ze slechts één sensor per analyt hebben. In tegenstelling tot, SPM geeft snel ruimtelijke informatie over celfuncties.

"Onze onderzoeksgroep heeft verschillende elektrochemische beeldvormingstools ontwikkeld, SPM's en elektrochemische arrays, " legde de corresponderende auteur Hitoshi Shiku uit.

"Deze apparaten zullen helpen om de volgende generatie sensoren in MPS in te luiden."