芯片能够替代人体器官吗?科学就是这么神奇-汶颢股份
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芯片能够替代人体器官吗?科学就是这么神奇

随着AI技术的发展,“个性化医疗”在近年来频频被提起,“个性化”象征的“精准”“高效”“智慧”使其成为改变医疗行业现状的有效切入点。比如智能导诊与患者实现互动,智能监测设备帮助进行医疗服务的追踪和个性化定制等。那么,个性化医疗只能被AI医疗产品定义吗?恐怕不然。今天,就想跟大家聊聊另一层意义上的个性化医疗技术——“器官芯片”。

器官芯片 

化整为零,真正的“个性化”医疗

说起个性化医疗,我们脑海中首先想到的就是基因医疗,也就是以个人基因组信息为基础,结合相关内环境信息,为病人量身设计出最佳治疗方案的一种定制医疗模式。

基因检测和治疗固然能为个性化医疗提供基础,目前也有通过基因检测发现癌症、糖尿病,进而采取精准医疗手段延缓病情的案例,但是,从基因医疗的发展进程来看,除少数疾病外,基因与疾病的关联性难以确定,比如“渐冻症”(ALS),数据显示,仅有少部分ALS与基因缺陷相关,而90%的散发性案例发病原因仍是未解之谜。

所以,将人体的整个基因程序列入个性化医疗的参考之列,其实是不太靠谱的。这时,器官芯片的出现给了人们新的参考指标。

“器官芯片”这个概念由来已久,在2016年就被达沃斯论坛列为“十大新兴技术”之一。根据中国科学院院刊的说法,器官芯片指的是一种在芯片上构建的器官生理微系统,它以微流控芯片为核心,通过与细胞生物学、生物材料和工程学等多种方法相结合,可以在体外模拟构建包含有多种活体细胞、功能组织界面、生物流体和机械力刺激等复杂因素的组织器官微环境,,反映人体组织器官的主要结构和功能体征。

简单来说,就是在体外构建一个人体内生物学组织器官的简化版本,只保留器官功能和人体病理生物学的特征。“器官芯片”于个性化医疗的意义在于,将人体化整为零,把对“人体”精确的诊断改换成对“器官”的精确诊断,提供更有效、更有针对性的治疗。

通过利用患者来源干细胞,实现诱导多能干细胞来源器官模型的工程化构建,使个体化的疾病风险预测、药物药效评价、毒理评估和预后分析更加准确。目前,也有科学家利用特定病人的干细胞,构建功能性心脏组织,模拟累遗传性心脏病模型。

除了实现对人类的个性化医疗,器官芯片还有一个明显的好处,便是药物测试。这一点,对动物试验的改变将是革命性的。

一直以来,人们都是通过动物来试药,暂且不论用动物做药物测试是否人道。从实验准确性的角度来讲,尽管动物与人类共享的基因比例高达99%,但剩下的1%,仍然会造成极大的变量,从而导致两个物种之间产生巨大的生理差异。同一种药物,在动物体内和人体内的反应可能是截然不同的。即便是极小的表达差异,也会随着药物研发进程的推进而被不断放大,最终导致整个项目的失败。

“器官芯片”因为更接近人体,能够更加有效地用于药物测试,10月11日,《科学进展》上就报告了一种在微流控芯片上制作神经元和肌肉组织的3D方法,借助这种芯片,科学家可以替“渐冻人”试新药。

结论:

个性化医疗发展至今,已经积累了许多的技术成果。随着技术的不断发展,我们对“个性化”“精准”也提出了更多的要求,器官芯片之于人类的意义,在于人们可以真正地“对症下药”,而不去“损伤”其他的组织器官。随着人们研究的深入,器官芯片技术必将广泛应用于生命科学、医学、药学等领域的研究中,为个性化医疗带来更多可能。

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