器官 - 芯片技术正在改变医学研究

人们普遍认识到,用于检测药物和其他药物治疗的动物模型存在一些严重缺陷。 在某些情况下,这些方法是不道德和残酷的。 而且,这些研究并不总是能够准确预测人体生理学。 这些研究中的许多都需要大量费用,这意味着一些药物可能永远不会进入测试阶段。

全球的研究人员一直致力于开发微型人体器官,以潜在取代动物试验并加速药物试验。 他们的实验表明,这种新兴的新兴技术通常可以预测身体对药物和疾病的反应,而无需使用活体。 制药行业对这种新兴的卫生技术表示了兴趣,这有助于推动其创新。

用于药物测试的器官 - 芯片

片上器官(organ-on-a-chip)是使用微芯片制造方法创建的器件。 它包含连续灌注的人体细胞内衬的房间。 这种装置是一种小型计算机记忆棒的大小,它模仿真实器官的生物学和功能,是现今使用的现有系统(如培养皿中生长的活细胞)的升级版。

科学家们已经开发出不同的器官片:肺,心脏,肠和肝脏。

例如,肺上芯片包含肺部细胞和毛细血管细胞,其一侧暴露于血液状介质而另一侧暴露于空气。 这为科学家提供了有关发生气体交换的部分肺部的信息。 这是经常出现感染和癌症等肺部问题的地区。

芯片上的肺是灵活的,所以它像人的肺一样延伸和收缩 - 复制活体器官的功能。

片上器件技术来自哈佛大学Wyss生物启发工程研究所的实验室。 一些商业公司现在也在制造复制患病器官的芯片。 其他人则关注药物 - 既已批准又新开发 - 在这些设备中与人体相比的行为方式。 由于制药公司同意投资芯片技术是值得追求的,因此进一步的投资和随后的改进将使器官芯片在未来更加有用。

去年,Emulate公司宣布与强生公司和威斯研究院开展研究合作,以评估他们的血栓形成芯片平台,该平台可能用于测试已知引起血栓的药物。 该芯片模拟可能有助于血块发展的不同因素。 如果成功,这项技术可用于临床药物试验,以最大限度地降低一些药物(如免疫疗法和肿瘤药物)引起的风险,这些药物以血液凝固可能带来的副作用而闻名。

最近在干细胞生长基本器官方面取得的进展也可以支持芯片上器件(organ-on-a-chip)技术。 实验表明人类干细胞可以编程产生不同类型的组织。 虽然这种技术可能需要一段时间才能用于生长移植患者的个性化器官,但它已经可以用于生长人体组织以获得器官 - 芯片模型。

很快会有人在芯片上吗?

Wyss研究所的科学家们正在开展一项雄心勃勃的项目:他们正在研究将不同的器官连接起来以创造整个人体的复制品。

这可以以无与伦比的方式帮助药物试验。 可以在短时间内测试多个体外“受试者”并分析他们对某种药物的反应。

美国环境保护局还将Homo chippiens作为模型被幽默地称为研究环境毒素影响的替代模型,如二恶英和双酚A(BPA)对人类肝脏的影响。

目前,几乎所有的新药都需要经过漫长的临床试验,并且在进入市场之前先进行人体测试。 微型人体器官的发展可能会通过跳过一部分新药的试验方案而缩短研发进程。 然而,一些专家警告说,芯片无法捕捉到人体器官的完整复杂性,并且这种技术有一些局限性,需要在它们变成真正的器官真正的替代品之前得到解决。