器官、模型与转化
器官芯片
器官芯片是一块透明的小型塑料装置——大约一根 U 盘大小——内部刻有细微的通道,通道壁上铺着活的人体细胞。液体在通道里流动,带来养分和氧气,细胞则被排布得像真实器官的一个切片那样运作。肺芯片可以分出空气侧和血液侧;肠芯片则能让液体掠过细胞,仿照食物在肠道里移动的方式。
其中的「微」指的是微流控:发丝般细的通道,让研究者得以泵送液体、拉伸柔性壁来模拟呼吸,并重现细胞在体内所感受到的那种轻柔流动。由于细胞获得了接近真实的力学与化学环境,它们的表现远比静静躺在平底皿里的细胞更像活组织。有些芯片甚至把几个器官串联起来,让药物从肠芯片流向肝芯片,就像在人体里那样。
这些芯片之所以重要,是因为它们提供了一种更接近人体的方式,在动用任何人或动物之前测试药物、研究生物学。它们能在可控、可重复的环境里揭示毒性反应,或组织如何应答。不过芯片终究是一个巧妙的模型——它抓住了器官的关键特征,而非那个充满全部复杂性的完整活器官。
肺芯片会一次又一次地轻轻拉伸再放松那层薄壁,模仿一次呼吸——研究者便能实时观察肺细胞如何应对一种经空气进入的药物或污染物。
芯片是为测试而模拟器官的运作方式;它是研究和药物测试工具,并不会植入人体。
又称
另见