Aan de Universiteit Twente promoveerde op 30 november Aisen de Sá Vivas op zijn proefschift over Heart-on-a-Chip-apparaten. Dat zijn microfluïdische apparaten die een menselijk hart op microschaal nabootsen. De mogelijkheden van deze apparaten wordt niet volledig benut. Voor zijn proefschrift ontwikkelde Aisen Gabriel de Sá Vivas een vloeibaar circuit met standaardverbindingen om heart-on-a-chip-apparaten zonder buisjes met elkaar te verbinden.
Elk jaar overlijden naar schatting 18 miljoen mensen aan hart- en vaatziekten. Het gaat om moeilijk te genezen aandoeningen; hartcellen kunnen zich niet vermenigvuldigen. Heart-on-a-chip-modellen kunnen een belangrijke rol spelen bij het preklinische ontwikkelingstraject van geneesmiddelen. Het opzetten van celculturen op dergelijke systemen is complex. De ongelooflijk kleine schaal van deze apparaten maakt de omgeving van de cellen zeer gevoelig voor veranderingen. Een micrometer (μm) is een-duizendste millimeter, en uitgedrukt in volume-eenheden gaat het doorgaans om nanoliters of nog kleiner. Een van de grootste uitdagingen voor organs-on-chips is het aansluiten van alle microfluïdische buizen (microfluïdische interfacing).
Fluïdische printplaat
Aisen Gabriel de Sá Vivas ontwikkelde daarom een fluidic circuit board. “Ik gebruikte ISO 22916 en industriële standaardverbindingen voor de verschillende microfluïdische componenten”, zegt Vivas. Deze componenten zouden onderzoekers anders met buizen moeten verbinden, maar met Vivas’ fluidic circuit board worden deze buizen overbodig. Vivas: “Organ-on-chip apparaten kunnen echt profiteren van het overnemen van verbindingsstandaarden.”
Natuurgetrouwere heart-on-a-chip
Hij toonde de werking van zijn apparaat aan met een nieuw heart-on-a-chip die hij zelf ontwikkelde. Voor deze heart-on-a-chip combineerde hij hartcellen en endotheelcellen gedifferentieerd uit menselijke pluripotente stamcellen. Dat zijn cellen die nog de mogelijkheid hebben om in veel verschillende lichaamscellen te veranderen. De cellen kunnen elektrisch worden gestimuleerd met een speciaal deksel van 3D-geprinte elektroden. Dit zorgt voor een realistischer samentrekking van het hartweefsel en creëert daardoor een natuurgetrouwere micro-omgeving voor het testen van geneesmiddelen.
Over de promotie
- Promovendus: Aisen Gabriel de Sá Vivas
- Titel proefschrift: Microfluidic and Microengineered Systems for Automated Cardiac Organ-on-a-Chip Tissue Culture
- Promotores prof.dr. Robert Passier en prof.dr.ir. Alfred van den Berg
- Co-promotor: dr. Andries van der Meer
