器官芯片技术

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器官芯片技术

器官芯片技术是基于微流控技术发展起来的一种芯片仿真人体器官系统，其基本原理是将人体细胞植入芯片，由芯片模拟人体环境（如剪应力、压力、浓度梯度等）形成体外模型，用于药物筛选、药理毒理试验等。

背景：早在2000就有先驱进行器官芯片方向的研究，但进展缓慢，直到2011年美国总统奥巴马宣布启动由NIH、FDA和国防部联合设立的人体芯片( Human-on-chip)专项，全世界范围内掀起了人体芯片的研究热潮，器官芯片技术也得到了快速发展。

优势：新药的研发上市通常要经过漫长的动物实验和临床试验，耗资大、历时长，但动物模型往往不能模拟人体真正的环境，静态的体外细胞培养实验也不能完全反映药物在动态的人体环境中的变化，而器官芯片技术能够精确地控制多个系统参数，如化学浓度梯度、流体剪切力、以及构建细胞图形化培养、组织-组织界面与器官-器官相互作用等，从而模拟人体器官的复杂结构、微环境和生理学功能。器官芯片技术的应用能够大大缩短药物临床前研究周期，节约人力物力，该技术有望发展成为一种仿生、高效、节能的生理学研究及药物开发工具。

现状：经过近几年的快速发展，国外研究者已经开发出了芯片肝、芯片肺、芯片肾、芯片肠、芯片血管、芯片心脏等多种器官芯片，一些知名医药企业已经和相关单位开展合作，将器官芯片技术引入实际应用。据悉，荷兰生物技术公司Mimetas研发了一种芯片肾，并与几家制药公司达成了应用合作协议将其用于药物筛选。另外，强生公司也计划利用哈佛大学wyss 生物工程研究所隶属Emulate公司的人体血栓仿真芯片系统进行药物试验，并利用肝芯片测试药物的肝毒性。

问题：1，虽然器官芯片技术相较于动物实验和细胞体外培养实验有巨大的优势，但器官芯片仍然不能完全取代人体，因为人体是一个整体系统，而器官芯片只能反应部分人体环

境，目前研究者们正在进行将多个器官芯片联用，实现“人体芯片”；

2，开发更加适合细胞培养的新材料；

3，开发高灵敏度的检测方法和装置。