中国科学家开发出“可视化”的“心脏芯片”

来源:新华网

4月2日，中国东南大学生物科学与医学工程学院赵远锦教授在进行“心脏芯片”的后续研究。新华社记者 孙参 摄

新华社南京4月2日电（记者邱冰清、王珏玢）东南大学2日向社会通报，该校生物医学工程学院生物电子学国家重点实验室赵远锦教授课题组，最新研发出一种可变色的“心脏芯片”。这种芯片可以在体外模拟心肌细胞的跳动和收缩。未来，这项技术有望替代生物体，观察各种药物对人体的影响。

“器官芯片”是近十年来医学界新兴的热门研究领域。在模拟人体血液循环、血供等的微型芯片上，科研人员可以构造出各种仿生微器官，在体外模拟人体器官运作。研究人员设想，未来取人体表皮细胞，就可以在体外“诱导”其成为心、肝、血管等各种细胞，将其移植到“器官芯片”上，就能在体外实现各器官的功能。用这样的“器官芯片”试药，可以代替活体试验，进行药物评估和生物学研究。

4月2日，课题组研究人员展示“心脏芯片”（右）及其制作材料。新华社记者 孙参 摄

此项研究中，科研团队受到变色龙启发，在微芯片上加入一种具有特殊光学结构的凝胶。这种凝胶与心肌细胞组合在一起，当心肌细胞舒展、收缩时，凝胶颜色会发生相应的变化。研究人员用药后，心肌细胞的搏动状况可通过颜色变化直观体现，相关药物对心脏造成的影响也一目了然。

“这项技术在心肌相关的新药评价和疾病研究中有独特优势。以后它可以代替药物测试的志愿者和动物试验，更经济、无创伤，而且能根据不同病患的情况实现精准医疗。”赵远锦说。

我国科学家研发出可视化“心脏芯片”

来源:人民日报

今天记者从东南大学获悉：该校生物医学工程学院生物电子学国家重点实验室赵远锦教授课题组，日前研发出一种可变色的“心脏芯片”，可以在体外模拟心肌细胞的跳动和收缩，将为药物筛选以及单细胞生物学研究等提供新平台。

据介绍，“器官芯片”是要在微流控芯片上仿生构建微器官来替代生物体，进行药物评估和生物学研究等。作为构建未来新药评价体系的重要发展趋势，“器官芯片”对于支撑我国创新药物研发以及转化医学的发展具有重大战略意义。心脏是人体最重要的器官，因此，构建具有心肌细胞传感功能的“心脏芯片”是“器官芯片”开发的重要内容。

“我们对心肌细胞注入药物后，可以通过观察弹性薄膜颜色变化的范围和频次，来观察心肌细胞受药后的活动情况。当心肌跳动的速度越快、收缩的力度越大，那么弹性薄膜的颜色也随之变化越快。”赵远锦介绍，将“活体”结构色水凝胶材料集成到微流控芯片中，开发了具有微生理可视化功能的“心脏芯片”。

据了解，该技术在心肌相关的新药评价和疾病研究中具有独特优势，与常规的临床试验相比更经济、更快速而且无创伤性，既是临床和理论基础之间一种有机的融合，也是多学科交叉的研究成果。

该研究成果于3月29日发表在国际顶级期刊《科学·机器人学》杂志上，这也是中国学者独立完成的首篇《科学·机器人学》子刊。（记者 姚雪青）

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