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| 東南大學研發的可變色“心臟芯片”。新華社 |
中評社北京9月12日電／據新華社報導，以“芯片”為地基，用細胞做“磚瓦”，流動的“血管”、跳動的“心臟”、呼吸的“肺”……一系列微型器官在方寸之地生長並運行。這不是科幻片中的場景，而是即將改變你我生活的器官芯片。
把細胞“種”在芯片上
通常而言，我們談到的芯片指矽基芯片，是以半導體矽為基底製造的微型電子電路，可以高效處理二進制信息，實現複雜的計算任務。
在醫學研究領域有一種新型“芯片”，電子線路被流體流動的通道取代，由幹細胞、生物材料、納米加工等技術交叉集成。研究人員借鑒計算機芯片的製造方法，注入某一人體目標器官細胞，利用不同的通道輸入氧氣、培養液等，營造出接近體內的生長環境，搭建出一個個迷你器官。
與電子芯片的物理形態和製作工藝類似，器官芯片通常也是在微小透明薄片上“雕刻”出通道和腔室，研究人員利用微流控技術在微管道里精準操控微小流體；與電子芯片的設計理念和集成度類似，器官芯片也能在方寸之間集成多種複雜器官功能；與電子芯片的標準化、模塊化、高通量特性類似，不同芯片可模擬不同器官，甚至可以像多個電子芯片模塊化組成“人體芯片”，進行藥物高通量研發測試。因此，器官芯片可以說是對芯片概念的延伸。
2009年前後，第一個功能齊全的器官芯片——“肺芯片”在美國問世。在中國，東南大學蘇州醫療器械研究院院長顧忠澤帶領團隊研究器官芯片已十餘年。他介紹說，器官芯片可以模擬人體不同組織器官的主要結構功能特徵以及複雜的聯繫，用來預測人體對藥物或外界刺激產生的反應。
器官芯片主體由高分子材料構成，透明且輕盈，這一特性便於光學觀察。芯片內部大多是紅、藍兩條通道，便於區分和直觀表現氧氣和培養液等流體，液體流經被注入的器官細胞核組織時就像在活體器官中流動一樣，用來模擬血液流經微血管的變化。其實除了紅、藍通道外，芯片內也可以分布多條“微通道”與“微腔室”來模擬更為複雜的生理環境。當芯片接入動力裝置，通過人為控制電、熱、生化等環境，就可以用來測試藥物的有效性和安全性，進行疾病和藥理研究。 |
