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　　芯片上的器官可以模擬真正的人體試驗，透明的芯片讓藥物測試變得易于研究者進(jìn)行觀(guān)測。當需要測試一種新的藥物時(shí)，只需要將藥物所含的化合物加入到芯片中，即可觀(guān)察芯片中的細胞（心臟細胞、肝臟新報等）的反映情況。

　　藥物研發(fā)是一個(gè)漫長(cháng)，且耗資巨大的過(guò)程。在藥物研發(fā)中，動(dòng)物試驗是必不可少的一個(gè)環(huán)節。但是由于人體的復雜性，動(dòng)物試驗并不能完全反應人類(lèi)疾病對藥物的反映情況。動(dòng)物試驗與人體真實(shí)情況之間的差異可能導致這樣一種情況：某種藥物通過(guò)了動(dòng)物實(shí)驗，卻無(wú)法通過(guò)人體實(shí)驗，因而無(wú)法真正投產(chǎn)上市，還造成了嚴重的成本浪費。利用芯片上的器官進(jìn)行藥物試驗，則可以盡可能地模擬人體真實(shí)情況，從而降低藥物研發(fā)的成本與風(fēng)險。

　　許多人類(lèi)疾病是沒(méi)有動(dòng)物模型可供測試的，比如“克羅恩病”——也稱(chēng)為“階段性腸炎”，多發(fā)于青年女性身上，但至今發(fā)病原因不明，也缺乏有效的治療手段，最大的原因就是無(wú)法找到同樣患有這種疾病的動(dòng)物來(lái)進(jìn)行藥物測試，而利用“芯片上的腸道”，這個(gè)問(wèn)題迎刃而解。

　　在疾病研究與藥物試驗中，傳統的方法不可避免地要利用到動(dòng)物，這招到了動(dòng)物保護組織的非議。利用芯片上的器官技術(shù)則可以避免許多動(dòng)物保護方面的道德問(wèn)題。

　　開(kāi)發(fā)芯片上的器官的代表性機構

　　1.Wyss研究所

　　哈佛大學(xué)Wyss生物啟發(fā)工程研究所利用自然設計原則開(kāi)發(fā)仿生材料與設備。Wyss研究所的官網(wǎng)對自己的描述是“創(chuàng )新、合作與技術(shù)轉化的新模式”，該研究所的主要研究方向有適應性材料技術(shù)、仿生機器人、合成生物學(xué)、仿生微系統、可編程的納米材料等。其中仿生微系統即“芯片上的器官”技術(shù)。

　　今年2月， Don Ingber博士因為獲得了英國國家動(dòng)物實(shí)驗取代、精致、減量研究中心（National Centre for the Replacement, Refinement and Reduction of Animals in Research）頒發(fā)的著(zhù)名的3R獎。3月份，毒理學(xué)協(xié)會(huì )還授予Don Ingber博士“基礎科學(xué)前沿獎”，理由是他“在理解毒理機制上的開(kāi)創(chuàng )性貢獻與推動(dòng)作用”。

　　2. Zyoxel公司

　　Zyoxel是英國牛津大學(xué)Isis科技創(chuàng )新的衍生公司。基于美國麻省理工學(xué)院Linda Griffith教授和Steven Tannenbaum教授實(shí)驗室的研究成果，Zyoxel公司在LiverChip平臺上開(kāi)發(fā)具有免疫活性的人類(lèi)肝臟模型，用于幫助研究免疫接到的藥物損傷性肝損傷的病因。Zyoxel公司所研發(fā)的技術(shù)意在提高臨床預科藥物檢測效果并減少動(dòng)物實(shí)驗次數。

　　此外，在美國國防部先進(jìn)研究計劃署(DARPA) 2630萬(wàn)美元的資助下，Zyoxel公司與MIT的研究員以及其他公司正合作開(kāi)發(fā)芯片上的微型人體線(xiàn)路——也就是芯片上的人體。該項目旨在在一個(gè)單一的集成芯片上整合10組微型人體仿生器官，從而提供一個(gè)預測新藥物和疫苗安全性的多功能平臺。

　　3. 日本東京大學(xué)應用生物化學(xué)系

　　2010年11月，日本東京大學(xué)應用生物化學(xué)系的科學(xué)家宣布他們構建了一種芯片，可以同時(shí)試驗肝臟、腸道以及乳腺癌細胞對抗癌藥物的反應。該研究團隊表示，這種微型生物檢測系統可替代傳統的檢測方法，具有成本低廉的優(yōu)勢，且可以減少新藥研發(fā)測試中所需的動(dòng)物數量。

　　日本可科學(xué)家開(kāi)發(fā)的芯片由一玻璃片，兩片聚二甲基硅氧烷（PDMS）構成。在芯片上有利用光刻法蝕刻出的兩條微型通道和三個(gè)微腔室。腸道細胞、肝臟細胞以及乳腺細胞分別培養于三個(gè)微型腔室中，兩條微型通道則起著(zhù)腸道和血管的作用。利用這套系統，科學(xué)家進(jìn)行了抗乳腺癌藥物以類(lèi)雌激素藥物（可刺激乳腺癌細胞生長(cháng)）的試驗。

　　4.美國默沙東制藥公司

　　美國默沙東制藥公司的研究人員在實(shí)驗室使用微芯片模擬設計成一個(gè)功能不健全的肺器官，進(jìn)行一系列藥物實(shí)驗尋求新型哮喘治療方法。研究人員希望“芯片上的器官”幫助他們更好地理解哮喘疾病的生物特征，鑒別發(fā)現療效最好的藥物。如果這項醫學(xué)實(shí)驗效果顯著(zhù)，藥物研發(fā)領(lǐng)域將擁有一個(gè)新的工具，能夠節省數百萬(wàn)美元。致力于復制多樣化人體組織和器官的美國國家推進(jìn)轉化科學(xué)中心的專(zhuān)家稱(chēng)，芯片上的肺器官證實(shí)這個(gè)概念的可行性。

　　目前為止，這項技術(shù)仍在研究之中，藥物監管部門(mén)尚未準備完全廢止動(dòng)物實(shí)驗，或者采用當前的方法對臨床患者進(jìn)行藥物安全性和有效性測試。而葛蘭素史克、阿斯利康等數家藥物制造商也在審核這項技術(shù)的可行性，期間多個(gè)實(shí)驗室開(kāi)始芯片模擬腎臟、肝臟和其它器官的功能。