哈佛韋斯研究所主攻生物工程,是由哈佛大學(xué)、哈佛醫(yī)學(xué)院以及波士頓兒童醫(yī)院共同組織的研究機(jī)構(gòu)。這枚大小如一片橡皮的裝置模仿了肺臟最活躍的肺泡部分,并且能夠完成將空氣中的氧氣混合至血液中的過程。
由于這枚“芯片肺臟”裝置對諸如細(xì)菌以及空氣污染產(chǎn)生的反應(yīng)和活體肺臟相似,在未來將有可能會被用來測試藥物安全以及人體對環(huán)境污染的反應(yīng)。這個裝置能夠大大減少制藥檢查方面對活體動物實驗的依賴,同時也能減少制藥成本、縮短藥物推向市場的時間。最令人興奮的是,這個“芯片肺臟”系統(tǒng)讓科學(xué)家看到了制造完整人工肺臟的希望。
即使是目前,這個半透明的肺臟也有助于研究人員了解肺臟的運(yùn)行原理。哈佛韋斯研究所的總監(jiān)和該項目論文的主要貢獻(xiàn)人唐納德·英勃(Donald Ingber)表示:“‘芯片肺臟’裝置的高仿真性為將來的諸多科學(xué)實驗提供了更好的選擇,無疑會代替大量原本在動物身上測試的實驗研究?!睋?jù)悉,該研究成果已于6月25日發(fā)表在了美國《科學(xué)》雜志上。
目前,組織工程微系統(tǒng)的研究大多受到機(jī)械或者生物學(xué)上的限制,唐納德說:“除非我們把實驗放在真實的活體細(xì)胞、組織和器官中,否則就難以了解生物系統(tǒng)的運(yùn)作規(guī)律?!倍靶酒闻K”裝置讓科學(xué)家對組織工程的研究又前進(jìn)了一步,它將兩層活體組織——內(nèi)層為肺泡層,外層為血液循環(huán)層結(jié)合起來,利用真空原理讓空氣在整個系統(tǒng)中能夠以高度還原的方式運(yùn)作。
對此,專攻生物化學(xué)微流體系統(tǒng)的芝加哥大學(xué)化學(xué)教授魯斯特姆·伊司馬基洛夫(Rustem Ismagilov)表示:“這枚‘芯片’在機(jī)械和生物學(xué)上真實還原生物反應(yīng)的能力實在令人興奮。但是,我認(rèn)為目前要預(yù)測這項工程在未來成功與否仍然為時尚早?!?/p>
哈佛韋斯研究所同時也在研究其他人體器官的模型,比如芯片腸胃、模擬骨髓甚至癌病模型。接下來,他們還將嘗試結(jié)合多種模擬器官而構(gòu)成生理系統(tǒng)的模型。比如,唐納德目前正在與哈佛工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的凱文·基特·帕克(Kevin Kit Parker)合作,希望將帕克研發(fā)的“芯片心臟”與“芯片肺臟”結(jié)合起來構(gòu)成更完整的系統(tǒng)。