用于捕获和量化颗粒运转的肠道芯片

肠上皮在选择性吸收营养物质和抗原、排除微生物群和包括细菌在内的外源性危害方面发挥着重要的生理功能。肠道上皮细胞主动转运纳米和微米大小颗粒的能力早已被证实，但仍未明确这一过程在健康肠道组织中发生的机制和程度。目前有研究表明，纳米和微颗粒在小肠内绒毛中的肠细胞间进行有效运输。了解到纳米和微颗粒的肠道摄取与人类健康直接相关，阻碍颗粒给药系统发展的重要一点是缺乏能够量化和预测颗粒的肠道吸收的体外模型。在Transwell静态渗透性支持下生长的Caco-2细胞单层是目前最成熟的体外模型，可用于评估溶解状态下分子的肠道渗透性和代谢，但很少有证据表明在基于Caco-2细胞的标准体外单培养模型中有效地转运颗粒。

为了解决基于颗粒的递送系统发展缺乏能够量化和预测颗粒在肠道吸收（摄取和转运）的体外模型的主要瓶颈，Ludivine C. Delon等人系统地研究了微流控IOC模型中纳米颗粒的吸收和传输，证明了Caco-2细胞在IOC模型中表现出高效的纳米颗粒转胞作用。他们通过将实验数据拟合到一个新的数学模型中排除了静态和动态环境之间的混杂实验因素，通过阻断特定的摄取途径来研究这种显著增加的纳米颗粒运输能力的机制。该团队也通过阻断特定的摄取途径研究了这种显著增加的纳米颗粒运输能力的机制。这是首次详细研究IOC作为小肠模型在肠道摄取和运输纳米颗粒方面的效用，展示了从复杂的器官芯片系统中提取定量参数的动力学建模的价值。该团队预计IOC会将成为评估肠道吸收的重要方法，为实现纳米载药系统提供思路。

论文来源：Capturing and quantifying particle transcytosis with microphysiological intestine-on-chip modelsDOI:10.1002/smtd.202200989