人工组织模型与毒性测试
发布日期: 2017-09-12 浏览次数: 撰稿人:何国群 部所:卫生毒理所 字体:

    人工组织模型是利用生物组织工程技术生产出来的具有相同来源细胞的集合体,处于细胞和器官之间的中间水平,实行特定的功能,目前已发展的工程组织有多种,包括皮肤、眼角膜、肌肉、骨骼等等,近年来发展较快的有人工皮肤和人工角膜,下面重点先容一下人工皮肤和人工角膜。
    说到人工皮肤、人工角膜,人们通常会更多地想到人工生物工程皮肤、眼角膜在医疗方面的移植用途,目前国内外生物组织工程领域在皮肤移植和角膜移植方面确实取得了卓著的成果。其实,人工皮肤、人工角膜还有另外一种用途,就是化学物毒性测试。经过十多年的研究,目前人工皮肤和人工角膜在化学物毒性测试应用上也已取得了突破,成为动物试验替代方法中具有较高检测效率的新技术。

    人工皮肤、人工角膜是利用气液界面的基质与人类细胞集成,通过调控培养基成分如营养物质、生长因子、含氧量和温度,建立与体内细胞生长微环境相似的系统,促进细胞呈三维结构生长,与二维细胞培养相比,三维培养模型能更好地模拟机体细胞组织的形态与特性。随着3D生物打印技术的发展,可望利用该技术实现大批量生产,并获得均一性更好的人工组织模型。

    目前国际上已有多种应用于化学物毒性测试的人工皮肤模型获得欧盟ECVAM科学委员会认可,已商品化的有EpiSkinTM、SkinEthicTM和EpiDermTM,主要用于化学物皮肤刺激性/腐蚀性的体外测试。我国研制了由中国汉族人来源的细胞重组皮肤模型EpiKutisTM,应用于化学物皮肤刺激性检测具有较高的检测能力。现在研究人员正在利用这些生物工程皮肤扩大在其他方面毒性测试的应用研究,如检测化学物的皮肤光毒性、皮肤致敏性、基因毒性以及雾霾对皮肤屏障功能影响等等。目前国际上已获得ECVAM科学委员会认可的人工角膜模型有EpiOcularTM、SkinEthicTM,国内研制的的人工角膜模型BioOcullarTM也正在验证阶段。这些模型主要应用了重组的人角膜上皮组织,在组织学形态学、生物化学和理化性质上均与人眼角膜类似,主要用于鉴定化学物是否具有眼刺激性或眼损伤,也可用于配方产品如消毒剂、化妆品、日用化学品等的眼刺激性检测。

    由于国际上“3R”原则的倡导和对动物试验的抵制,人们不断探索替代动物试验的毒性测试方法,其中体外细胞培养试验、QSAR定量构效模型、组学技术等得到了较大的发展,而用人工组织模型替代实验动物进行毒性测试也获得重大的进展;与动物实验或其它来源细胞的体外试验相比,人工组织模型采用的是人源细胞,实验结果外推至人可能比动物试验结果更能反映人的真实情况。除了人工皮肤、人工角膜,期待有更多类型的人工组织模型得到开发,使毒性测试应用范围越来越广,并可以扩大到毒性机制的研究,使之成为评估化学物有害结局路径的重要工具。

    此外,消毒剂、化妆品、日用化学品作为日常生活用品,其使用安全性与民众的健康息息相关,产品上市前进行安全性评价无疑是保障消费者使用安全的有效办法,而采用人工组织模型进行毒性检测是获得快速高效评价结果的重要手段之一。 总之,人工组织模型对于化学品安全监管、化妆品、日用化学品原料和产品的毒性测试、配方筛选或新产品研发、环境科学等领域具有很好的应用前展。

                        基于人工重组角膜的化学物眼刺激性试验
 

 

                             人工角膜模型预培养

 

相关信息 TOP 关闭窗口
XML 地图 | Sitemap 地图