Imejulikana sana kuwa mifano ya wanyama ya kupima madawa ya kulevya na matibabu mengine ya matibabu yana makosa kadhaa. Katika baadhi ya matukio, mbinu hizi ni zisizo na maadili na zenye ukatili. Aidha, masomo haya hawezi daima kutabiri kwa usahihi physiolojia ya binadamu. Masomo mengi haya yanakuja na gharama kubwa, ambayo ina maana kwamba baadhi ya madawa ya kulevya hayawezi kuifanya kwa awamu ya kupima.
Watafiti duniani kote wamekuwa wakijitahidi kuendeleza viungo vya kibinadamu vya miniature vinavyoweza kupima nafasi ya kupima mnyama na kuharakisha majaribio ya madawa ya kulevya. Majaribio yao yanaonyesha kwamba teknolojia hii inayojitokeza ya kawaida inaweza mara nyingi kutabiri majibu ya mwili kwa madawa ya kulevya na magonjwa bila kutumia masomo ya maisha. Sekta ya dawa inaonyesha nia ya teknolojia hii ya afya, ambayo inasaidia kuimarisha uvumbuzi wake.
Organ-On-Chip kwa ajili ya Upimaji wa Dawa
Chombo-juu-chip ni kifaa kilichoundwa kwa njia za viwanda vya microchip. Inayo vyumba vya kudumu vilivyotumiwa na seli za binadamu. Ukubwa wa fimbo ndogo ya kumbukumbu ya kompyuta, kifaa hiki kinaiga biolojia na kazi za viungo halisi na ni kuboresha mifumo iliyopo leo (kama vile seli zilizo hai zilizopandwa kwenye sahani ya petri).
Wanasayansi tayari wamejenga viungo vya juu-vya-chips: mapafu, moyo, tumbo, na ini.
Kwa kuunganisha-kwa-chip, kwa mfano, ina seli zote za pulmona na capillary zilizo na upande mmoja unaojulikana kwa kati ya damu na nyingine kwa hewa. Hii hutoa wanasayansi wenye ufahamu katika sehemu ya mapafu ambapo kubadilishana gesi hutokea. Hii ni eneo ambapo matatizo ya pulmona kama vile maambukizi na kansa mara nyingi hutokea.
Ukingo-kwa-chip unafanana, hivyo hupanua na mikataba kama vile mapafu ya kibinadamu - kuelezea kazi ya chombo hai.
Teknolojia ya kikaboni-chips inatoka kwenye maabara ya Chuo cha Wyss kwa Uhandisi wa Biologically Inspired katika Chuo Kikuu cha Harvard. Baadhi ya makampuni ya biashara sasa hutengeneza chips ambazo zinajumuisha chombo cha ugonjwa pia. Wengine wanalenga njia ya madawa ya kulevya - ambayo tayari yameidhinishwa na yaliyotengenezwa hivi karibuni - tenda katika vifaa hivi kwa kulinganisha na mwili wa kibinadamu. Kama makampuni ya dawa kukubaliana kuwa kuwekeza katika teknolojia ya chip ni harakati zinazostahili, uwekezaji zaidi na marekebisho ya baadaye yatatengeneza viungo vya juu vya chips hata muhimu zaidi wakati ujao.
Mwaka jana, Emulate, Inc. alitangaza ushirikiano wa utafiti na Johnson & Johnson na Taasisi ya Wyss kutathmini jukwaa la thrombosis-on-chip ambayo inaweza uwezekano kutumiwa kupima madawa ya kulevya ambayo yanajulikana kusababisha damu. Chip huonyesha mambo mbalimbali ambayo yanaweza kuchangia maendeleo ya kinga ya damu. Ikiwa imefanikiwa, teknolojia hii inaweza kutumika katika majaribio ya madawa ya kliniki ili kupunguza hatari inayosababishwa na madawa mengine - kama vile dawa za kinga na dawa za oncology - inayojulikana kwa madhara ya uwezekano wa kushikamana na uhusiano wa damu.
Maendeleo ya hivi karibuni katika viungo vilivyokua kutoka kwa seli za shina pia inaweza kusaidia teknolojia ya chombo. Majaribio yanaonyesha kuwa seli za binadamu za shina zinaweza kuundwa ili kuzalisha aina tofauti za tishu. Wakati itachukua muda kabla ya mbinu hii inaweza kutumika kukua viungo vya kibinafsi kwa ajili ya wagonjwa wa kupanda, inaweza kutumika tayari kukua tishu za binadamu kwa mifano ya viungo.
Je, Hivi karibuni Utakuwa Mwanadamu-A-Chip?
Wanasayansi katika Taasisi ya Wyss sasa wanafanya kazi kwenye mradi wa kitovu: Wanatafuta kuunganisha viungo mbalimbali vya juu ili kuunda mfano wa mwili wote wa binadamu.
Hii inaweza kusaidia majaribio ya madawa ya kulevya kwa njia isiyofautiana. Vipengele vingi vya vitro "vinaweza kupimwa na kuchambuliwa kwa majibu yao kwa dawa fulani kwa muda mfupi.
Homo chippiens , kama mfano umeitwa humorously, pia imekuwa kuchunguzwa na US Shirika la Ulinzi wa Mazingira kama mfano mbadala kwa ajili ya kusoma madhara ya mazingira ya sumu, kama vile athari dioxin na Bisphenol A (BPA) juu ya ini ya binadamu.
Kwa sasa, karibu dawa yoyote mpya bado inahitaji kupitiwa jaribio la muda mrefu la kliniki pamoja na kupimwa kwa wanadamu kabla ya kupiga soko. Maendeleo ya viungo vidogo vyenye binadamu yanaweza kufanya mchakato wa maendeleo mfupi kwa kuruka sehemu ya protokete ya majaribio ya dawa mpya. Wataalam wengine, hata hivyo, wanaonya kuwa chips hawezi kukamata utata kamili wa chombo cha binadamu na kwamba teknolojia hii ina mapungufu ambayo itahitaji kushughulikiwa kabla ya kuwa muhimu kama njia za kweli kwa viungo halisi.