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哈佛大学科学家研发出了“芯片肺“ 或可终结动物实验
来源:《科学》杂志 | 作者:Nature | 2010/6/27 12:01:17 | 浏览:1493 | 评论:0

  据6月25日出版的《科学》杂志报道,美国科学家们制造出了一块如橡皮擦大小的“芯片肺”,它可模仿那些穿过整个肺脏的上皮细胞和血管之间边界的许多特征,这一系统或可帮助研究人员非常精准地了解肺脏器官的运作方式,而这些信息是很难从细胞培养或动物研究中获取的。研究人员表示,“芯片肺”可望用于检验新药效果以及人体肺部毒素影响,并终结这些测试所需的动物实验。

  哈佛大学维斯生物工程研究院的研究人员利用血管细胞制成的“芯片肺”由肺细胞、渗透膜以及毛细血管组成,类似于网孔的渗透膜上排列着人体细胞(一边是肺部细胞,另一边是血液细胞),渗透膜组成的微通道约400微米长,70微米宽(人的头发丝的直径约为100微米),可允许空气或液体围绕着膜流动。当该芯片同一个机械泵和调节阀连接时,它可以模拟人体肺部的呼吸活动。

  研究人员已经证明,这种“芯片肺”能够精确地模拟大鼠肺脏的很多功能,包括肺部吸入纳米粒子后作出的反应等。

  目前的药物测试技术主要有两种:一是使用过于简单化的细胞培养模式,这种方法是在一个固态的塑料器皿中培养细胞,接着让其接触不同的药物,并测试其反应;二是使用动物实验,科学家使用老鼠来测试药物的有效性和安全性,但这种方法耗时耗力。

  研究人员表示,为了模仿人体肺部细小而精确的通道,他们利用了电路制造工艺创建出了一个计算机微芯片,这种微观结构使研究人员得以更好地操纵活体生物比如细胞等。该研究成果对于在实验室中重建人体细胞具有非常重要的示范意义,亦可通过减少对现有模型(对单一物质进行测试的费用就超过200万美元)的依赖而加速新药开发的进程。

  哈佛研究人员目前正在研发其他的“器官芯片”,诸如肠、心脏和肾等,他们希望最终能够将不同的器官集成在芯片上,以在药物测试和毒理测试中彻底摒弃动物实验。

  不过,研究人员指出,要做到这一点还面临着很多的困难。比如,如何使芯片的使用更为方便,如何将泵和调节器整合入芯片中等,还都是亟待解决的问题。

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