利用传感、成像技术推进“芯片上的胎盘”

Nicole Hashemi和她的学生多年来一直致力于开发一种“芯片上的胎盘”，该芯片可以模拟药物、营养物质和其他物质如何从母亲传递给胎儿。一项为期三年、35万美元的美国国家科学基金会中期职业发展基金将允许Hashemi的团队将传感器集成到设备中，测试个性化医疗并探索商业化。

　　

一张日期为2015年12月9日的研究海报，就挂在Nicole Hashemi的爱荷华州立大学实验室外面。它介绍了Hashemi和她的研究小组的一个主要项目。这是科学坚持有时等于科学进步的证据。

机械工程副教授Hashemi和她的学生多年来一直致力于开发一种“芯片上的胎盘”。在这种情况下，它是一个薄的、矩形的、透明的聚合物块，上面有两个微小的微通道——只有百万分之一米宽和一米高——中间有一个多孔膜。一条通道代表母体血液流动。另一个代表胎儿的血流量。中间的膜代表胎盘屏障，特别是当它被生长的内皮细胞或屏障形成细胞排列时。通过将液体泵入模型，研究人员可以测试药物和营养物质如何穿过胎盘屏障从母亲到胎儿，反之亦然。

这是走廊海报上介绍的基本概念。现在，Hashemi最近赢得了美国国家科学基金会(NSF)的中期职业发展资助，下一张海报可以描述各种各样的技术添加。

一种传感平台将使用离子——具有不同数量电子的原子和分子，产生正电荷或负电荷——来感知细胞对机械力或化学压力源的反应。另一种方法是使用“高光谱”成像技术，记录广谱光，以感知细胞对化学压力源的反应。Hashemi正在与加州斯坦福大学查尔斯·李·鲍威尔基金会教授、机械工程副主席Juan Santiago合作，将这项技术整合到一起。此次合作源于Hashemi 2021- 22学年在斯坦福大学的教师专业发展任务。

构建更好的原型

早在2015年，当Hashemi和前博士生Rajeendra Pemathilaka利用他们在微流体方面的专业知识开发出他们最初的芯片胎盘时，他们并不确定他们的模型的潜力。

Hashemi说:“这对我们实验室来说是一个完全创新的项目。刚开始研究时，我们对胎盘的功能知之甚少。我们在没有太多资源的时候大力推广了这个想法。如果没有我的研究生们的奉献和努力，这个奖是不可能获得的。”

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