醫(yī)療機(jī)器人可仿人肺：助力肺癌新藥開發(fā)

　　哈佛大學(xué)的校園是全面禁煙的。

　　不過，有一個(gè)例外，那就是Wyss生物工程學(xué)院的一個(gè)機(jī)器人。為了科學(xué)，這個(gè)機(jī)器人可以一次吸多達(dá)10支煙。

　　當(dāng)然，科研人員制造出這個(gè)機(jī)器人來是為了研究傳統(tǒng)香煙和電子香煙對肺的影響。

　　這個(gè)機(jī)器人由一個(gè)模擬人吸煙過程的呼吸機(jī)，和許多長了肺細(xì)胞的芯片組成。

　　研究人員正把香煙放到機(jī)器人上

　　吸煙產(chǎn)生的煙霧通過這些長在芯片上的“肺”，然后再被排出，以此模仿了人的吸煙和呼吸過程。

　　機(jī)器人正在吸煙

　　這些用來模擬肺臟的芯片也不簡單，它的內(nèi)部有許多中空的管道，肺細(xì)胞長在這些管道壁上，就像真正的肺臟中的支氣管一樣。

　　而這些培養(yǎng)肺細(xì)胞和真細(xì)胞一樣，表面還有粘液和纖毛，它們可以幫助過濾吸進(jìn)肺的氣體中的污染物。

　　長在芯片上的肺細(xì)胞表面有許多纖毛

　　這個(gè)長在芯片上的仿真“肺”就像真正的肺臟中的一部分，通過這個(gè)芯片的煙霧就如同通過支氣管。

　　這個(gè)小型呼吸機(jī)可以模仿煙霧吸入和呼出

　　科研人員制造的這個(gè)機(jī)器人，可以代替費(fèi)時(shí)費(fèi)力的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，用來研究吸煙對肺的影響，以及尋找針對吸煙造成的疾病的藥物。

　　如果能夠獲得人體細(xì)胞，還可以通過干細(xì)胞誘導(dǎo)和分化成肺細(xì)胞，來制造出一個(gè)體外仿真“肺”，用來開發(fā)個(gè)性化醫(yī)療方案和藥物。

　　“肺”芯片

　　哈佛大學(xué)科學(xué)家Kambez Benam博士率先利用了這個(gè)機(jī)器人研究了慢性阻塞性肺病（COPD）。主要有吸煙引起的慢性阻塞性肺病是全球死因排名第三的疾病。

　　Benam博士和他的團(tuán)隊(duì)將從患者和健康志愿者身上獲取的細(xì)胞轉(zhuǎn)化成肺細(xì)胞，并將它們置于芯片上在機(jī)器人體內(nèi)“吸煙”。

　　他們發(fā)現(xiàn)，兩種細(xì)胞中有多達(dá)147個(gè)基因在吸煙后的表達(dá)程度不同。

　　而電子香煙產(chǎn)生的煙霧也會(huì)對肺細(xì)胞的功能產(chǎn)生影響，使用電子香煙后，兩種細(xì)胞表面的纖毛運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的不同的變化。

　　機(jī)器人的控制器，可以設(shè)定不同的吸煙量和速度

　　未參與本項(xiàng)研究的美國肺病學(xué)會(huì)高級科學(xué)顧問Norman Edelman表示，這個(gè)系統(tǒng)非常的有用，它不僅可以用來研究吸煙對肺造成的影響，還可以研究其他可能會(huì)刺激支氣管的物質(zhì)。

　　當(dāng)然，這個(gè)機(jī)器人也有其局限性。現(xiàn)在它還無法模擬長期吸煙造成的后果，同時(shí)它還忽略了肺和其他器官之間的聯(lián)系。

　　不過，我們還是希望這個(gè)機(jī)器人和它的仿真“肺”可以早日為肺病患者帶來新藥物。