简单的生物反应器使肠道检查更加实用

休斯顿-(2021年1月7日)-赖斯大学和贝勒医学院的研究人员找到了一种模拟肠内状况的方法，从而为细菌感染的实时增长提供了一种机械模型。

在一项新的研究中，他们展示了一种实验室工具，该工具可简化人体肠道的模拟，使寻找传染性腹泻等疾病的治疗方法更加实用。

赖斯布朗工程学院的生物工程师Jane Grande-Allen领导的团队开发了透明的微流灌注盒(mPC)，该盒易于制造和操作，并与常见的显微镜和生化分析兼容。

该盒甚至可以让非生物工程人员执行通常用96孔培养皿进行的研究，并且流体流动比被细菌感染的种子上皮细胞还多。暗盒还具有用于输入和输出的微型端口，不仅允许流体流动，还允许环境采样。

这项研究由赖斯的伊莎贝尔·卡梅伦生物工程学教授，主要作者，莱斯和贝勒医学博士/博士Grande-Allen领导。校友里德·威尔逊(Reid Wilson)，目前居住在俄勒冈州健康与科学大学，现身《生物医学工程学年鉴》。

贝勒大学分子病毒学和微生物学副教授安东尼·马雷斯索(Anthony Maresso)说，复制复杂的人类肠道对研究人员来说是一个挑战。他说：“对于像我这样的生物学家来说，这样的设备通常对用户而言并不友好且不实用。”“这款仪器的设计目的是让工程技术知识较少的科学家易于使用。希望它能降低工程师与医学研究人员之间的壁垒。”

格兰德·艾伦(Grande-Allen)表示，制造不会泄漏的微流控系统在技术上可能具有挑战性。她说：“在这种情况下，我们需要模拟整个肠道内的液体速度，特别是与血液相比，速度确实很慢。”

用3D打印机制作约标准96孔板大小的设备模具，并将其用于形成透明的聚合物盒。在mPC上接种了人类肠道小肠类固醇(HIEs)，其培养物中含有肠道上皮固有的主要细胞类型。当含有细菌的液体流过时，它会在细胞上形成生物膜，这是在静态平台上看不到的现象。

研究人员可以通过目测以及通过两端的端口采样轻松评估细菌粘附和感染细胞的程度。格兰德·艾伦说，静态平板可以使细菌使细胞过度生长，并将实验限制在几个小时内，但是通过mPC的缓慢流动可以扩大观察范围，获得更真实的结果。

测试该设备使研究人员找到了第一个直接证据，表明在大多数传染性肠聚合性大肠杆菌(EAEC)上发现的聚集粘附菌毛，黏附物是细菌形成生物膜所必需的。

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