據(jù)報道，英國和美國的研究團隊發(fā)明出7種微型人體器官，并將它們整合在一起，創(chuàng)建出世界上第一款“人體芯片”。這款微型人體再造器官芯片，使用了真正的人類器官組織來模擬人體實際的生理機能。

現(xiàn)代科學可以改變制藥公司開發(fā)新藥的模式，并且有可能終結(jié)動物實驗。

麻省理工學院研制出的擁有7種“器官”的人體芯片

據(jù)報道，英國和美國的研究團隊發(fā)明出7種微型人體器官，并將它們整合在一起，創(chuàng)建出世界上第一款“人體芯片”。

在馬薩諸塞州波士頓舉行的2016年全球器官芯片會議上，位于牛津郡CN Bio Innovations公司的科學家們首次將這款造價2600萬美元的“人體芯片”公之于眾。

這款微型人體再造器官芯片，使用了真正的人類器官組織來模擬人體實際的生理機能。

這種類似“機械戰(zhàn)警”的半人半機械設(shè)計，確實能幫助科學家探索更安全、更有效的藥物。

器官芯片可以變革藥物測試

終結(jié)動物實驗

這款新奇的半有機迷你芯片的基本功能是測試新型藥物。

事實上，它看起來像一個大型電路板。不同于使用銅線電路進行電力輸送，這款芯片的內(nèi)部使用狹窄的通道來轉(zhuǎn)運血液模仿液。

我們不該對這款芯片的人體相似度的缺乏抓住不放，而反對這類小型器件的應(yīng)用，因為這將有可能改變制藥公司的新藥開發(fā)和對現(xiàn)有藥物的測試方法。

想象一下，制藥公司不再觀察新藥對實驗室小白鼠所產(chǎn)生的藥物反應(yīng)，而能夠利用實驗室中精確再創(chuàng)造的人體器官來測試新型藥物。

英國CN Bio公司的首席執(zhí)行官Emma Sceats博士在波士頓舉行的會議上指出：“制藥公司并不喜歡動物實驗。”

事實上，由于受動物實驗的局限，制藥公司已經(jīng)開始使用單獨的器官芯片和其它人體細胞技術(shù)來測試新藥的藥效。

制藥公司認為人造器官將終結(jié)動物實驗

人體芯片項目的靈感來自Barry Pallotta博士，他是美國國防高級研究計劃局（美國國防部的一個部門）的項目經(jīng)理。

Pallotta在2015年提出想要找到能改善新藥和疫苗開發(fā)的新方法。他解釋說到：“我知道現(xiàn)在的新藥和疫苗開發(fā)方法并不完善，因此我想要做出自己的努力。”

他提出的設(shè)想是制作一個分析盒，里面的人體細胞可以對候選疫苗或藥物做出與真實人體完全相同的給藥反應(yīng)。

美國國防高級研究計劃局最終資助了幾個芯片項目。本文中的人體芯片項目基于麻省理工學院的Linda Griffith教授首創(chuàng)的技術(shù)，是Griffith教授的研究團隊與CN Bio Innovations通力合作的研究成果。

“人體芯片”——在實驗室中再造人體器官

內(nèi)嵌在微流控“人體芯片”器件的通道和微泵擁有真實、具有正常功能的器官組織。

這些組織可以通過干細胞或外科手術(shù)期間收集的人體組織來培養(yǎng)獲得。

這些“器官”放置在三維支架之上進行培養(yǎng)，方便組織生長獲得自然結(jié)構(gòu)。

Sceats博士指出：“細胞不喜歡培養(yǎng)皿中的生長環(huán)境，相比硬的塑料，它們更青睞于生長在被其它細胞包圍的環(huán)境之中”。

在人體內(nèi)部，氧氣和食物通過血液循壞提供給器官。再造人體器官則通過通道連接，將富含氧氣、營養(yǎng)豐富的液體泵送到器官的各個部位。

培養(yǎng)皿上的人類胚胎

維持所有的器官存活是一個巨大的挑戰(zhàn)。“當我們做藥物測試時，必須保持所有器官至少存活3周以上。” Sceats博士表示。

最終形式

人體芯片的最終形式將擁有10種器官——肝、腸、心、腎、腦、肺、生殖系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、血管系統(tǒng)和皮膚。

研究員們將能夠監(jiān)控藥物對實驗臺上“人體”的藥物反應(yīng)，并最終勘察出藥物對不同器官或整個系統(tǒng)總體而言是有毒還是有效。

CN Bio公司的專長是制作微流控肝芯片，現(xiàn)有技術(shù)對肝病的治療采取的是肝移植的療法，Sceats博士希望借此技術(shù)改善肝病的治療。

她希望通過這項技術(shù)進行治療方法測試，病人只需要一種藥物或某種干細胞治療方法，最終可使器官自身獲得原位修復(fù)。

CN Bio公司的肝芯片

她也設(shè)想過使人體芯片成為非常強大的測試工具，但是存在潛在風險的基因療法需要使用“分子剪刀”來改變病人原有的基因組。

這些基因療法將有可能幫助醫(yī)生治療遺傳性基因疾病。

談到上述治療可能會對病人造成的風險，Sceats博士說到：“我們必須對此萬分謹慎，確保最終結(jié)果的正確性，器官芯片將是基因療法最理想的測試工具。”

來源：麥姆斯資訊