概述
晶片肺,美國科學家們製造出了一塊如橡皮擦大小的“晶片肺”,它可模仿那些穿過整個肺臟的上皮細胞和血管之間邊界的許多特徵,這一系統或可幫助研究人員非常精準地了解肺臟器官的運作方式,而這些信息是很難從細胞培養或動物研究中獲取的。研究人員表示,“晶片肺”可望用於檢驗新藥效果以及人體肺部毒素影響,並終結這些測試所需的動物實驗。特點功能
1、哈佛大學維斯生物工程研究院的研究人員利用血管細胞製成的“晶片肺”由肺細胞、滲透膜以及毛細血管組成。2、類似於網孔的滲透膜上排列著人體細胞(一邊是肺部細胞,另一邊是血液細胞),滲透膜組成的微通道約400微米長,70微米寬(人的頭髮絲的直徑約為100微米),可允許空氣或液體圍繞著膜流動。
3、當該晶片同一個機械泵和調節閥連線時,它可以模擬人體肺部的呼吸活動。
4、研究人員已經證明,這種“晶片肺”能夠精確地模擬大鼠肺臟的很多功能,包括肺部吸入納米粒子後作出的反應等。
測試套用
1、目前的藥物測試技術主要有兩種:一是使用過於簡單化的細胞培養模式,這種方法是在一個固態的塑膠器皿中培養細胞,接著讓其接觸不同的藥物,並測試其反應;二是使用動物實驗,科學家使用老鼠來測試藥物的有效性和安全性,但這種方法耗時耗力。2、研究人員表示,為了模仿人體肺部細小而精確的通道,他們利用了電路製造工藝創建出了一個計算機微晶片,這種微觀結構使研究人員得以更好地操縱活體生物比如細胞等。該研究成果對於在實驗室中重建人體細胞具有非常重要的示範意義,亦可通過減少對現有模型(對單一物質進行測試的費用就超過200萬美元)的依賴而加速新藥開發的進程。
3、哈佛研究人員目前正在研發其他的“器官晶片”,諸如腸、心臟和腎等,他們希望最終能夠將不同的器官集成在晶片上,以在藥物測試和毒理測試中徹底摒棄動物實驗。
4、研究人員指出,要做到這一點還面臨著很多的困難。比如,如何使晶片的使用更為方便,如何將泵和調節器整合入晶片中等,還都是亟待解決的問題。
肺臟再生
1、美國兩組研究人員公布研究成果稱在肺臟再生研究領域取得了重要進展,相關成果將來有望套用於器官移植以及新藥測試。在第一項研究中,耶魯大學的研究人員將人工培育的肺臟植入實驗鼠體內,在短時間內,這種人工培育肺臟能像正常肺臟一樣交換氧氣和二氧化碳。2、研究人員首先將實驗鼠自身的肺臟切除,只保留其中的細胞外基質、肺氣道的枝狀結構及血管等物質,作為新肺細胞成長的“架子”,當新肺植入實驗鼠體內後,可在兩小時內發揮與正常肺一樣的功能。
3、在第二項研究中,哈佛大學和波士頓兒童醫院利用血管細胞製成只有豌豆大小的“晶片肺”。這種“晶片肺”由肺細胞、滲透膜以及毛細血管組成,可以模擬肺泡的功能。研究人員表示,“晶片肺”可望套用於檢驗新藥效果以及人體肺部毒素影響。