【在芯片上測試的下一代藥物】京都大學日本綜合細胞材料科學研究所(iCeMS)的研究人員設計了一種能夠測試藥物對人體細胞的副作用的小型“體內芯片”裝置。該裝置解決了當前類似的微流體裝置的一些問題，並為下一代臨床前藥物測試提供了希望。

綜合心髒/芯片癌(iHCC)用於測試抗癌藥物多柔比星對心髒細胞的毒性。由iCeMS的Ken-iichiro Kamei領導的研究人員發現，雖然藥物本身對心髒細胞無毒性，但與癌細胞相互作用產生的藥物代謝物卻有毒性。

該裝置小於顯微鏡載玻片。它包含六個小區間;每兩個通過微通道連接一係列入口和閥門。氣動泵控製流體通過通道的運動。每兩個房間及其獨立的微通道係統構成一個測試台。設備中的三個測試床允許在每張床上引入微小的變化以同時比較結果。

該小組首先測試了多柔比星對小孔分離培養的心髒細胞和肝癌細胞的影響。該藥物對癌細胞具有預期的抗癌作用，而不會對心髒細胞造成損害。

然後他們使用iHCC設備運行測試。將心髒細胞放置在一個室中，同時將肝癌細胞置於另一個室中。將阿黴素引入循環通過連接兩個腔室的微通道的閉環係統的細胞培養基，模擬血液的循環係統。以這種方式，藥物以連續的環路單向流過兩個腔室。

該小組發現癌症和心髒細胞都有毒性跡象。他們假設，作為多柔比星與癌細胞相互作用的代謝副產物的化合物引起毒性作用。

為了測試這一點，他們將多柔比星添加到分別培養心髒細胞和肝癌細胞的小孔中。它對心髒細胞有毒性，但對癌細胞無毒性。

當單獨的多柔比星加入到肝癌細胞中時，產生的副產物的量太小而不能對心髒細胞有毒性。該團隊認為這是因為基於測試所需的細胞培養基的量會稀釋代謝物。

相比之下，當將多柔比星引入iHCC時，當通過微通道循環係統移動時，代謝物不被稀釋，因為需要較小體積的細胞培養物。因此，該藥物通過其代謝物確實對心髒細胞具有毒性作用。

該設備需要進一步改進，但研究表明，如何在昂貴的臨床試驗之前將此設計概念用於研究抗癌藥物對心髒細胞的毒副作用。該研究發表在皇家化學進步學會雜誌上。