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MIT科学家打造"人体芯片":模拟十种器官对药物反应
金陵 2018-03-16
导语

科学家们能够借助这种装置追踪不同器官模型对于止痛药的反应。

网易科技讯 3月16日消息,麻省理工学院的科学家们已经打造出一种革命性的新装置,有可能彻底改变我们未来进行药物测试的方式。这种书本大小的装置被称为“人体芯片”,它能够容纳多达10种人造“人类器官”。

科学家们也已经创造了一些类似的“器官芯片”、“生理周期芯片”和“干细胞芯片”。但是与那些芯片不同的是,麻省理工学院打造的这种微流体设备能够模拟药物对几大重要器官的影响,而不是针对肝脏等单一器官。

据麻省理工学院的研究人员称,这个微流体平台容纳了各种人体细胞,然后让液体在其中流动来模拟血流。这个微流体装置是由塑料制成的,能够模拟人体内的循环系统。这个装置还包含了一个储水装置用于限制水分蒸发并维持湿度,平台下还嵌入了一个水泵装置。

最新版本的“人体芯片”装置能够将10种不同器官的细胞整合到一起,其中包含了肝脏、肺、肠道、子宫内膜、大脑、心脏、胰腺、肾脏、皮肤和骨骼肌。科学家们也能够精准操控分子交换的流速以及药物的分布。这种装置是可以多次利用的,而且在麻省理工学院进行的研究中,这个装置中的“人体器官”维持了长达4个周时间。

研究的合著者Linda Griffith称:“我们这个平台的优势就是能够按比例进行放大或者缩小,而且能够适应许多不同的配置。我认为它只是一种过渡装置,未来它也将变得更具成本竞争力,因为你获得的信息将更加有价值。

据麻省理工学院《技术评论》杂志报道称,科学家们能够借助这种装置追踪不同器官模型对于止痛药的反应。而且,未来这种装置或许能够让科学家们不再依赖于老鼠等动物进行早期的药物测试。除此之外,在器官模型上进行药物测试也能够更准确的反应人体对于药物的真正反应,因为动物的器官与我们人类的器官存在尺寸和构成上的差异。

Griffith提出:“在动物身上进行测试的话,其中一些药效非常难以预测,因为它们的情况有点特殊。借助我们的人体芯片,你能够让药物进行分散并且观察药物对器官组织的影响,并且测量它们的新陈代谢的速度。”

据麻省理工学院的研究人员称,有时候由于患者本身的一些差异服药后会出现并发症,比如说遗传差异、环境影响、生活方式和服用的其它药物等。Griffith解释称:“很多时候你无法发现药物的问题,只有大规模的走向市场时才会被发现。”

麻省理工学院打造的这种生理学芯片不仅为药物的早期测试提供了一种新的方式,它也能够作为目前市场上类似装置的改善方向。据麻省理工学院的科学家称,在这种装置问世之前,没有人能够成功将许多不同的组织连接到同一个平台上。

除此之外,大多数平台都是封闭式的系统,这就使人们难以掌控那些平台内发生的状况。事实上麻省理工学院打造的这种人体芯片装置是一个开放式系统,它去除了盖子并且能够让科学家们很容易进行操控或者取出样本进行分析。

文章链接:

Collin D. Edington, et al. "Interconnected Microphysiological Systems for Quantitative Biology and Pharmacology Studies," Scientific Reports, 2018; 8 (1) DOI: 10.1038/s41598-018-22749-0

(本文来源:网易科技,作者:过客;)

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作者 金陵

本科生

北京大学

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  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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