Медицинская Техника / Медицинская техника №2, 2025 / с. 52-54

Микрофлюидный чип с функцией беспроводной нейромодуляции клеток

А.А. Галястов, Е.А. Юсуповская, Н.Р. Исаев, А.Г. Марков, Д.В. Телышев

Аннотация

Существующие методы поиска, разработки и применения лекарств для борьбы с заболеваниями мозга, в том числе самого распространенного и злокачественного рака – глиобластомы, основаны на использовании традиционных двумерных (2D) клеточных культур, которые, как было доказано, плохо отражают естественную физиологию. В рассматриваемой работе мы разработали новый трехмерный (3D) двухкамерный чип для исследования воздействия лекарственных средств на клетки и срезы головного мозга, состоящий из поли(диметилсилоксана) и оптоэлектронного устройства для беспроводной стимуляции. Результаты показывают, что этот чип способен работать с минимальным объемом жидкости, вводить несколько препаратов одновременно и проводить параллельное тестирование реакции клеток на препараты. Наш подход легко воспроизводим, и данный чип может стать мощной платформой для решения таких задач, как проведение высокопроизводительной комбинированной терапии, совмещающей применение лекарств и стимуляции.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Андрей Андреевич Галястов, мл. научный сотрудник, Дизайн-центр гибкой биоэлектроники, Институт бионических технологий и инжиниринга, Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), г. Москва, инженер, Институт биомедицинских систем, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, г. Зеленоград,

Елена Александровна Юсуповская, мл. научный сотрудник,

Никита Романович Исаев, инженер, Дизайн-центр гибкой биоэлектроники, Институт бионических технологий и инжиниринга, Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), г. Москва,

Александр Геннадьевич Марков, PhD, ведущий научный сотрудник, центр «Цифровой биодизайн и персонализированное здравоохранение», доцент, Институт бионических технологий и инжиниринга, Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), г. Москва, инженер, Институт биомедицинских систем, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, г. Зеленоград,

Дмитрий Викторович Телышев, д-р техн. наук, доцент, директор, Институт бионических технологий и инжиниринга, Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), г. Москва, профессор, Институт биомедицинских систем, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, г. Зеленоград,

e-mail: galyastov_a_a@staff.sechenov.ru

Список литературы

1. Lecault V., VanInsberghe M., Sekulovic S. et al. High- throughput analysis of single hematopoietic stem cell proliferation in microfluidic cell culture arrays // Nat. Methods. 2019. Vol. 8. PP. 581-586. 2. Xu F., Wu J., Wang S., Durmus N. G., Gurkan U. A., Demirci U. Microengineering methods for cell-based microarrays and high- throughput drug-screening applications // Biofabrication. 2011. Vol. 3. № 3. P. 034101. 3. Macarron R., Banks M.N., Bojanic D. et al. Impact of high- throughput screening in biomedical research // Nat. Rev. Drug. Discov. 2011. Vol. 10. № 3. PP. 188-195. 4. Cosson S., Lutolf M. Hydrogel microfluidics for the patterning of pluripotent stem cells // Sci. Rep. 2014. Vol. 4. P. 4462. 5. Huang G.Y., Zhou L.H., Zhang Q.C., Chen Y.M., Sun W., Xu F., Lu T.J. Microfluidic hydrogels for tissue engineering // Biofabrication. 2011. Vol. 3. № 1. P. 012001. 6. Stone H.A., Stroock A.D., Ajdari A. Engineering flows in small devices // Annu. Rev. Fluid. Mech. 2004. Vol. 36. PP. 381-411. 7. Frank T., Tay S. Flow-switching allows independently programmable, extremely stable, high-throughput diffusion- based gradients // Lab. Chip. 2013. Vol. 13. PP. 1273-1281. 8. Dittrich P.S., Manz A. Lab-on-a-chip: Microfluidics in drug discovery // Nat. Rev. Drug. Discov. 2006. Vol. 5. PP. 210-218. 9. Markov A., Gerasimenko A., Boromangnaeva A.-K. et al. Multilayered organic semiconductors for high performance optoelectronic stimulation of cells // Nano Res. 2023. Vol. 16. PP. 5809-5816. 10. Iusupovskaia E.A., Konovalov A.N., Selishchev S.V., Telyshev D.V., Markov A.G. An organic semiconductor implant for wireless stimulation of rat sciatic nerve // Biomed. Eng. 2024. Vol. 59.