器官芯片被列為“十大新興技術”之一
“器官芯片是近年發展起來的一門新興交叉學科,在新藥研發、干細胞研究、組織器官發育和毒理學預測等領域具有重要應用前景,被2016年達沃斯論壇列為“十大新興技術”之一。器官芯片”并不是那種利用硅電子芯片進行人體器官模擬的模擬器,而是含有真正人體活體細胞的生物芯片。到目前為止,哈佛的工程師們已經制造出了“肺芯片”、“心臟芯片”以及“腸芯片”。
國外不少科研團隊已經著手用器官芯片進行藥物開發合成、病毒測試和藥物篩選等研究。今年初,美國范德堡大學研發出可替代的人工腎臟芯片,將其植入身體后使得腎病患者徹底擺脫透析煩惱。同時,美國國防部也對生物芯片抱極大的興趣。在美國微生物協會舉辦的大會上,美國太平洋西北國家實驗室的微生物學家表示,已開始對炭疽病毒植入兔子肺部芯片進行研究。同時,美國國土安全部有意愿使用人體芯片系統進行炭疽測試。
我國生物芯片主要集中在基因芯片和DNA芯片檢測領域。隨著科技的不斷成熟以及研究領域擴張,生物芯片產業未來商業潛力巨大。
對器官芯片領域也開展研發,如中科院大連化學物理研究所團隊利用芯片技術構建了一種動態三維高通量血腦屏障模型。腦血屏障是介于人腦中血液和腦組織之間的一道生理屏障,對維持中樞神經系統的生理活動和腦內微環境的穩態至關重要。因此建立有效可靠的體外血腦屏障系統,解決現有二維細胞及動物模型與體內偏差較大的不足,一直是新藥開發領域亟待解決的關鍵問題。
該三維血腦屏障模型具有如下顯著特點:
(1)屏障結構完整,具備良好的緊密連接結構;
(2)分子投過率較低,對小分子物質屏障功能強;
(3)跨膜電阻高,可達到生理跨膜電阻值范圍;
(4)可實現多種腦細胞動態三維共培養與細胞跨屏障遷移觀測;
(5)可進行機械流體施加與多種藥物評價;
通過模型建立的血腦屏障芯片系統可模擬體內腦生理病理微環境,為開展腦腫瘤研究和藥物篩選提供了一種新的方法,也為老年癡呆和神經退行性病變等重大腦疾病研究、新藥研發和毒理學研究提供了新的思路。
我國生物芯片市場正以年復合增長率19%的速度擴大。目前,我國生物芯片總銷售額超過3億元,已出口到美國、歐洲等14個國家和地區。我國生物芯片主要集中在基因芯片和DNA芯片檢測領域。隨著技術的不斷成熟以及研究領域擴張,生物芯片產業未來商業潛力巨大。
標簽:   芯片
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