器官芯片的概念提出已久,產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程卻十分緩慢,探究其中原因,大致可以分為三點(diǎn)。
首先,即使是最先進(jìn)的器官芯片,也無法完全代表活體器官的功能。畢竟,所有的器官都不可能脫離機(jī)體單獨(dú)存在。雖然化整為零具有建設(shè)性的意義,但整體大于部分,僅依靠器官芯片是無法復(fù)制疾病機(jī)體的,尤其是內(nèi)分泌環(huán)境所導(dǎo)致一系列功能變化。
因此,我們必須考慮人體這個整體的關(guān)聯(lián)性,在這方面,我們可以利用單個芯片組成一個高集成度的3D組織器官微流控芯片系統(tǒng)。大連理工大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)就研發(fā)出了這樣的芯片系統(tǒng),該芯片系統(tǒng)由多種模塊自上而下依次疊加構(gòu)成,集成了腸、血管、肝、腫瘤、心、肺、肌肉和腎等細(xì)胞或組織,并有“消化液”,“血液”和“尿液”貫穿其中。如此,器官芯片就像一個積木,將所有的積木堆積起來,就能最大程度地打造一個“人體建筑”,還原人體內(nèi)功能環(huán)境,并實(shí)現(xiàn)藥物測試等作用。
其次,器官芯片仍是一個成長中的技術(shù),產(chǎn)業(yè)鏈的不成熟將導(dǎo)致成本增加。Oxford的CNBio公司用裝有12個微型肝臟的芯片做藥物的毒性試驗(yàn),目前一個單元的價格是22000,單位是美元。事實(shí)上,這個價格比起動物試驗(yàn)已經(jīng)低廉很多,要知道,做同樣的試驗(yàn),小鼠的價格為$50000美元。
但是,這所謂的“低廉”放在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中,依舊是要打上問號的。目前來看,器官芯片在科研上使用居多,而科研經(jīng)費(fèi)也足夠支撐該類工具的使用,但我們對器官芯片更大的希冀是落地于普通人的醫(yī)療,如果器官芯片要走向產(chǎn)業(yè)化,仍需要控制成本。當(dāng)然,隨著產(chǎn)業(yè)鏈的完善,其優(yōu)勢會慢慢凸顯出來,成本問題也會得到相應(yīng)的解決。
在此之前,我們或許可以將3D打印技術(shù)作為器官芯片制作方法的重要補(bǔ)充。3D打印技術(shù)至少會在兩個方面對器官芯片造成影響,一是芯片制備,二是生物打印。尤其在芯片制備上,3D打印已經(jīng)能夠制造出有很高分辨率,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的芯片,還具備制作周期短,單元操作簡單、成本低廉的優(yōu)點(diǎn),哈佛大學(xué)Wyss生物工程研究所和哈佛JohnA.Paulson工程和應(yīng)用科學(xué)院的研究人員就利用3D打印制造出了首個完整的帶集成傳感系統(tǒng)的器官芯片。
最后,微流控芯片普遍存在有一個問題,即宏觀試樣與微芯片的銜接不易。芯片上的進(jìn)樣多采用手工完成,效率低下,可靠性也較差,極容易影響細(xì)胞的活力,影響細(xì)胞進(jìn)程和生物特征的實(shí)時檢測,因此,我們還需要研發(fā)出更多的協(xié)助性產(chǎn)品,比如連續(xù)進(jìn)樣系統(tǒng),保證在制備上做到自動化、微型化和集成化。
-
芯片
+關(guān)注
關(guān)注
455文章
50715瀏覽量
423159 -
微流控
+關(guān)注
關(guān)注
16文章
525瀏覽量
18885
原文標(biāo)題:器官芯片面臨的問題
文章出處:【微信號:Microfluidics-Tech,微信公眾號:微流控科技】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
評論