3D“器官芯片”可实时监测细胞 有望催生医学新疗法

《科学日报》，北京，10月29日(记者刘霞)——根据剑桥大学网站最近的报道，该大学的研究人员已经开发出一种三维“器官芯片”，可以实时监控细胞活动。因此，它有望用于开发新的疗法，减少研究中使用的动物数量。

这种新装置基于导电聚合物海绵的“支架”，研究人员将把它组装成一个三维电化学晶体管。细胞在支架中生长，然后整个装置被放置在一个塑料管中，细胞需要的营养可以通过它流动。使用软海绵电极代替传统的金属电极为细胞提供了更自然的环境，也是器官芯片技术成功预测器官对不同刺激反应的关键。研究人员说，有了这个设备，他们可以用新的方式研究细胞和组织。

生物学研究仍在培养皿中进行，在培养皿中，某些类型的细胞在平坦的表面上生长和发育。虽然自20世纪50年代以来，研究人员已经用这种方法取得了很大的医学进展，但这些二维环境无法准确显示人类细胞的原始三维环境，事实上，它们可能会导致错误的信息。

最新研究的作者、剑桥大学化学工程和生物技术系的乔伊斯·欧文斯博士说:“我们现在需要三维细胞模型来开发下一代疗法。三维细胞培养可以帮助我们找到新的疗法，并知道应该避免哪些疗法。”

研究人员表示，其他器官芯片设备需要完全拆卸，以监测细胞功能，但新设计允许实时连续监测，因此可以对不同疾病及其潜在治疗效果进行长期实验。有了这个系统，他们可以监测组织生长和对外部药物或毒素的反应。此外，它还能诱导组织患上特定疾病，以便科学家研究与疾病相关的关键机制或找到正确的治疗方法。

此外，新设备可以修改和产生各种类型的器官芯片。例如，肝脏芯片、心脏芯片等等，最终得到“身体芯片”，它可以模拟各种治疗方法对全身的影响。研究人员计划使用他们的设备来开发“肠道芯片”，并将它们附着在“大脑芯片”上，以研究肠道微生物群和大脑功能之间的关系。目前，他们已经在法国申请了该设备的专利，研究结果发表在最新一期的《科学进步》杂志上。