武汉大学教授将科幻变成现实：用芯片培育“迷

湖北日报全媒体记者田培文：“这是一个类器官芯片，一个先进的体外模型。” 12月19日，湖北日报全媒体记者走进武汉大学。泰康医科大学（基础医科大学）生物医学工程系组织工程与器官制造实验室的陈璞教授向记者展示了一排透明盒子。他说，这些盒子就像一系列不断生长的设备，里面有通道和摄像头。通过在这些盒子中“播种”多能干细胞或人体器官组织，“微型器官”可以在几周内生长出来。通过在狭窄的区域内整合复杂的器官功能，可以测试药物的功效和安全性，并进行药理和疾病研究。 “生长”的器官有心跳。陈璞表示，类器官芯片本质上是医学与工程学交叉的产物。以工程芯片为培养载体，精准控制滚动温度、湿度、营养物质和信号等因素，与多能生物干细胞结合，可在体外诱导心、肝、脾、肺、肾等器官的分化。那么利用类器官芯片培育出的“微型器官”有什么作用呢？陈朴教授拿了一个小罐子，里面装着一个米粒大小的球。 “这是我们利用胚层共分化类器官芯片技术在体外培养的‘脑-脊髓-心脏类器官’，可用于神经药物开发。”陈璞补充说，利用这种类器官芯片，团队成功构建了心脏和大脑共同发育的体，并在一定程度上再现了心脏和大脑发育的细胞谱系、组织结构和功能特征。大脑可以通过脊髓调节心脏。在这里可以观察到一系列复杂的生理和病理过程，“连心跳都可以观察到”应用于新药研发时，可用于研究药物的神经毒性和心脏毒性。据了解，类器官芯片已成为国际上流行的、前沿的药物研发和疾病研究工具。在常规药物研发中，传统的二维细胞培养无法模拟真实的器官结构，动物实验存在种属差异大、周期长等问题。类器官芯片技术的出现，为人类在人体而非小鼠身上测试新药提供了更友好的途径。作为一种“替代方案”，它还可以让我们研究疾病机制，探索个性化治疗方案，“好处非常明显，特别是在疾病的个性化治疗方面，陈璞直言，肿瘤患者一般采用药物方案，如果A药效果不好，就用B药，这对患者来说是有一定风险的。”病人。 “但是可以使用肿瘤类器官芯片从多个患者身上培育出微肿瘤，然后再试一次。”尝试不同类型的药物和不同的剂量。通过疗效对比，可以选择剂量安全、对患者肿瘤真正具有杀伤力的药物，达到肿瘤精准治疗的目的。 “将我国第一台声学生物组装设备转化为声学生物制造是浦教授研究的另一个重要方向。他介绍说，生物组装是生物制造的两条技术路线之一，通过控制特殊能量场（声场、磁场等）的空间势能拓扑，控制生物颗粒聚集形成组织器官的特定结构。我们团队的技术。这是中国第一台商业化的用于人体组织器官制造、乐器的生物组装设备。”陈璞首创法拉第多波长合成器赫西斯技术。该技术衍生的声学生物组装装置以细胞、细胞群或类器官为原料，经过能量场聚合、光固化凝胶固定和组织培养等步骤，形成厘米级的组织。相关研究已进入动物实验阶段。 “在微观尺度上，这项技术可以实现细胞之间更好的紧密连接，从而允许它们之间以及整个组织之间的自由交流。有序运行，这是传统 3D 生物打印技术难以实现的。 “陈璞的相关研究成果已在该领域发表论文20余篇，申请专利7项，美国专利获批1项，翻译专利5项。在福特大学医学院完成博士后研究后，陈璞回到家乡武汉，继续在武汉大学工作。他坚信，主题是创新、创业、医疗科技的价值创造。 “生物医药作为医学生态转化的纽带，潜力巨大，陈璞团队历经近十年，与武汉大学中南医院等科研人员合作，成功开展了脑损伤修复、肿瘤个体化治疗等领域的临床研究（IIT），不仅致力于新技术应用场景，更推动了技术创新与产业创新的深度融合，加速了湖北省的技术成果引进。”