“芯片肺” 或可终结动物实验

据6月25日出版的《科学》杂志报道，美国科学家们制造出了一块如橡皮擦大小的“芯片肺”，它可模仿那些穿过整个肺脏的上皮细胞和血管之间边界的许多特征，这一系统或可帮助研究人员非常精准地了解肺脏器官的运作方式，而这些信息是很难从细胞培养或动物研究中获取的。研究人员表示，“芯片肺”可望用于检验新药效果以及人体肺部毒素影响，并终结这些测试所需的动物实验。

哈佛大学维斯生物工程研究院的研究人员利用血管细胞制成的“芯片肺”由肺细胞、渗透膜以及毛细血管组成，类似于网孔的渗透膜上排列着人体细胞（一边是肺部细胞，另一边是血液细胞），渗透膜组成的微通道约400微米长，70微米宽（人的头发丝直径约为100微米），可允许空气或液体围绕着膜流动。当该芯片同一个机械泵和调节阀连接时，它可以模拟人体肺部的呼吸活动。

研究人员已经证明，这种“芯片肺”能够精确地模拟大鼠肺脏的很多功能，包括肺部吸入纳米粒子后作出的反应等。

目前的药物测试技术主要有两种：一是使用过于简单化的细胞培养模式，这种方法是在一个固态的塑料器皿中培养细胞，接着让其接触不同的药物，并测试其反应；二是使用动物实验，科学家使用老鼠来测试药物的有效性和安全性，但这种方法耗时耗力。

研究人员表示，为了模仿人体肺部细小而精确的通道，他们利用电路制造工艺创建出了一个计算机微芯片，这种微观结构使研究人员得以更好地操纵活体生物比如细胞等。该研究成果对于在实验室中重建人体细胞具有非常重要的示范意义，亦可通过减少对现有模型（对单一物质进行测试的费用就超过200万美元）的依赖而加速新药开发的进程。

哈佛研究人员目前正在研发其他的“器官芯片”，诸如肠、心脏和肾等，他们希望最终能够将不同的器官集成在芯片上，以在药物测试和毒理测试中彻底摒弃动物实验。

不过，研究人员指出，要做到这一点还面临着很多的困难。比如，如何使芯片的使用更为方便，如何将泵和调节器整合入芯片中等，还都是亟待解决的问题。