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哈佛大学最新发明:能自由呼吸的芯片肺脏

2010-07-08 11:18
铁马老言
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日前,哈佛韦斯研究所利用微型品制造技术与组织工程技术,将人类细胞与真空芯片结合,制造出了“一片”能够自由呼吸的人工肺。 哈佛韦斯研究所主攻生物工程,是由哈佛大学、哈佛医学院以及波士顿儿童医院共同组织的研究机构。这枚大小如一片橡皮的装置模仿了肺脏最活跃的肺泡部 分,并且能够完成将空气中的氧气混合至血液中的过程。

  由于这枚“芯片肺脏”装置对诸如细菌以及空气污染产生的反应和活体肺脏相似,在未来将有可能会被用来测试药物安全以及人体对环境污染的反应。这个装 置能够大大减少制药检查方面对活体动物实验的依赖,同时也能减少制药成本、缩短药物推向市场的时间。最令人兴奋的是,这个“芯片肺脏”系统让科学家看到了 制造完整人工肺脏的希望。

  哈佛韦斯研究所同时也在研究其他人体器官的模型,比如芯片肠胃、模拟骨髓甚至癌病模型。接下来,他们还将尝试结合多种模拟器官而构成生理系统的模 型。比如,唐纳德目前正在与哈佛工程和应用科学学院的凯文·基特·帕克(Kevin Kit Parker)合作,希望将帕克研发的“芯片心脏”与“芯片肺脏”结合起来构成更完整的系统。

  即使是目前,这个半透明的肺脏也有助于研究人员了解肺脏的运行原理。哈佛韦斯研究所的总监和该项目论文的主要贡献人唐纳德·英勃(Donald Ingber)表示:“‘芯片肺脏’装置的高仿真性为将来的诸多科学实验提供了更好的选择,无疑会代替大量原本在动物身上测试的实验研究。”据悉,该研究 成果已于6月25日发表在了美国《科学》杂志上。

  目前,组织工程微系统的研究大多受到机械或者生物学上的限制,唐纳德说:“除非我们把实验放在真实的活体细胞、组织和器官中,否则就难以了解生物系 统的运作规律。”而“芯片肺脏”装置让科学家对组织工程的研究又前进了一步,它将两层活体组织——内层为肺泡层,外层为血液循环层结合起来,利用真空原理 让空气在整个系统中能够以高度还原的方式运作。

  对此,专攻生物化学微流体系统的芝加哥大学化学教授鲁斯特姆·伊司马基洛夫(Rustem Ismagilov)表示:“这枚‘芯片’在机械和生物学上真实还原生物反应的能力实在令人兴奋。但是,我认为目前要预测这项工程在未来成功与否仍然为时 尚早。”


 

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