拯救实验动物生命的人体“器官芯片”赢得年度设计奖

拯救实验动物生命的人体“器官芯片”赢

得年度设计奖

这是一些外观简陋的小方块，但这些神奇的器件有望终结动物实验，彻底改变新药研发流程，并引领我们进入一个可以个人定制药品的新世界。

这个不起眼的透明硅胶块是一个模型人体器官，从中伸出的几根细小的管子可将大量液体及空气以难以察觉的方式泵进泵出。这套装置被称为“器官芯片”，硅胶块中内置了人体活细胞，可以模仿人体组织架构和人体器官的物理运动。它有助于加速药物研发速度，降低研发成本，并引领个人化药物的发展趋势。

美国哈佛大学维斯生物启发工程研究所研发的这种“肺芯片”，被伦敦设计博物馆评为“年度最佳设计”。纽约现代艺术博物馆建筑与设计部资深策展人保拉・安特那利（Paola Antonelli）是这个奖项的提名者，她还安排现代艺术博物馆购买了这款芯片作为永久馆藏。她说：“这是设计创新的象征。理论上说，这个发明能够避免动物和人体药物试验产生的误差，还能提高药物试验的效率，并将研究成果更快地向外推广。”

各种微型器件在透明高分子聚合材料制作的“芯

片”里再造了一个人体器官的组织接口，各种细菌、药物及人体白血球在其中的行为作用可以很容易地在显微镜下观察到。具体来说，有一个极小的通道贯穿其中，一张多孔薄膜沿着通道将它从中分开，一侧充填着人的肺部细胞，另一侧是毛细血管细胞。让空气在一侧流通，另一侧模仿血液流动，并利用真空来产生舒张、收缩动作，“肺芯片”就能模仿呼吸的过程。

“器官芯片让我们看到了以前无人知晓的生物机制和行为。”维斯生物启发工程研究所创始董事唐・因格博（Don Ingber）说，“现在我们打开了一扇窗，能看到人体器官中进行的分子级活动，包括那些只在人体细胞而不在其他动物细胞上发生的事。大多数药厂在狗、猫、鼠和人身上试用新药时，会得到完全不同的试验结果，有了器官芯片之后，它们将能够更加快速准确地测试出药物在人体上发生的特殊作用。

迄今为止，因格博和他的团队已经研发出大量不同的器官芯片，包括肾芯片、肝芯片以及会蠕动的肠芯片等，目前正在研发可供化妆品和家庭清洁用品生产厂商使用的皮肤芯片。

更妙的是，不同的器官芯片还可以连接成一个网络，以此模拟药物通过人体的过程。比如某种气雾剂药物，模拟使用药物吸入器将其导入器官芯片网络后，科研人员可以实

时监测药物行进的路线，观察它如何进入肺部，如何影响心脏，如何被肝脏代谢以及被肾脏排泄，并可看到过程中产生了哪些副作用。目前，已经做过为期两周的四种器官芯片的联合测试，因格博说他们还将进行一次为期一个月的十种器官芯片的联合测试。

下一步呢？会不会出现“芯片人”？对此，因格博表示：“我们无法模拟意识，也无法测试重力对人体关节的影响。但下一步将能研制出真正的个人化药物。也就是说，可以真实模拟某一位病人的器官对药物的反应，并由此为他定制药物。