美國(guó)哈佛大學(xué)約翰·保爾森工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS)24日發(fā)布新聞公報(bào)稱，該學(xué)院一研究小組開(kāi)發(fā)出一種新的3D打印技術(shù)，可打印具有集成傳感功能的器官芯片。他們首次打印出的心臟芯片可快速組裝和定制，讓數(shù)據(jù)收集更容易，為藥物研究開(kāi)辟了一個(gè)新途徑。相關(guān)研究刊發(fā)在《自然·材料》雜志上。

器官芯片被認(rèn)為是生命科學(xué)研究中的一項(xiàng)革命性技術(shù)，在醫(yī)學(xué)、科研及臨床藥物設(shè)計(jì)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但器官芯片的制造及數(shù)據(jù)采集卻不是一件容易的事，不僅對(duì)制造環(huán)境的要求極高，制造過(guò)程也十分復(fù)雜，成本高昂，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

此次，SEAS研究小組利用先進(jìn)的數(shù)字化制造技術(shù)，開(kāi)發(fā)出新的器官芯片制造方法。他們將柔性應(yīng)變傳感器與人體組織微架構(gòu)集成，并開(kāi)發(fā)出6種不同的“油墨”，然后利用3D打印技術(shù)，通過(guò)一種單一、連續(xù)的制造過(guò)程，打印出心臟芯片。這個(gè)芯片上有眾多“小井”，每個(gè)“小井”中有獨(dú)立的組織和集成傳感器。利用這種芯片，能夠研究多種心臟組織。

長(zhǎng)期以來(lái)，研究人員一直沒(méi)能得到簡(jiǎn)單的非侵入性手段來(lái)研究心臟組織的功能，他們很難長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)觀察心臟組織發(fā)育過(guò)程中的緩慢變化，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集和研究。心臟芯片則提供了一種新的研究手段，集成傳感器可以在組織生長(zhǎng)過(guò)程中持續(xù)搜集數(shù)據(jù)。為演示芯片功效，研究小組進(jìn)行了藥物研究和持續(xù)數(shù)周的心臟組織收縮擴(kuò)張研究，結(jié)果表明心臟芯片表現(xiàn)良好。

研究人員表示，新方法將多種功能材料集成于一個(gè)設(shè)備之上，是3D打印技術(shù)的巨大進(jìn)步。而新的可編程的器官芯片制造方法，不僅使研究人員能輕松設(shè)計(jì)定制匹配特定疾病甚至是個(gè)別病人細(xì)胞的器官芯片，還極大簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)采集難度，為體外組織工程學(xué)、毒理學(xué)和藥物篩選研究開(kāi)辟了新途徑。

機(jī)器是硬邦邦的，也可以是軟綿綿的，隨著材料進(jìn)步，軟機(jī)器會(huì)越發(fā)普及，尤其是能貼肉親合的芯片。今后，能監(jiān)控器官的3D打印的芯片耗材或許只需花費(fèi)一美元，設(shè)計(jì)和制造周期將大大縮短，而我們的人體科學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備也將爆炸式增長(zhǎng)，我們會(huì)活得更健康安全。