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當(dāng)《哪吒2》中那朵蘊(yùn)含天地靈氣的七色寶蓮綻放熒幕，用七彩光華修復(fù)生命重塑肉身時(shí)，你是否想過(guò)這一東方神話設(shè)定竟與醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的“黑科技”遙相呼應(yīng)！

科學(xué)家們正使用名為“類器官芯片”的革命性技術(shù)，在方寸大小的透明芯片上構(gòu)建出跳動(dòng)的心臟、代謝毒素的肝臟、分泌胰島素的胰腺……其精妙之處恰似神話中的造化之術(shù)。類器官芯片的“靈氣”來(lái)自于細(xì)胞生物學(xué)、材料科學(xué)與微流控技術(shù)的精妙結(jié)合，通過(guò)在芯片上構(gòu)建精密的流體通道和三維培養(yǎng)體系，讓細(xì)胞自發(fā)形成具備真實(shí)器官生理功能的模型，甚至能模擬病變狀態(tài)下的組織特征。

類器官芯片技術(shù)推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)

與藥物研發(fā)創(chuàng)新

類器官芯片技術(shù)正引領(lǐng)一場(chǎng)從實(shí)驗(yàn)室到臨床的醫(yī)學(xué)革命：

一方面類器官模型可以替代動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)藥物反應(yīng)。傳統(tǒng)動(dòng)物模型與人體存在巨大差異，導(dǎo)致大量藥物在臨床試驗(yàn)中失敗。而類器官芯片源于人體細(xì)胞，能夠個(gè)性化模擬患者病理，提前預(yù)判藥物療效與毒性。

另一方面器官芯片可用于破解復(fù)雜疾病機(jī)制。對(duì)于糖尿病、阿爾茨海默癥等涉及多器官交互的復(fù)雜疾病，類器官芯片有望提供前所未有的多器官系統(tǒng)研究平臺(tái)，為在器官水平上深入理解疾病機(jī)制提供了可能。

這一平臺(tái)的巨大潛力，正在實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化等技術(shù)賦能下加速釋放，全流程自動(dòng)化標(biāo)志著技術(shù)成熟度向臨床轉(zhuǎn)化邁出關(guān)鍵一步。

Biomek i7自動(dòng)化移液工作站

助力類器官芯片發(fā)展

以基于Mimetas類器官芯片的血管模型構(gòu)建自動(dòng)化項(xiàng)目為例：研究人員使用Mimetas的OrganoPlate? 3-lane 64芯片，通過(guò)微流控通道模擬血管內(nèi)皮細(xì)胞的三維生長(zhǎng)環(huán)境，成功構(gòu)建了血管生成模型，并結(jié)合自動(dòng)化液體處理系統(tǒng)和高內(nèi)涵成像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)血管生成過(guò)程的精確監(jiān)測(cè)和定量分析。這一創(chuàng)新方法不僅提高了實(shí)驗(yàn)的通量和數(shù)據(jù)的可重復(fù)性，還為類器官芯片技術(shù)在藥物篩選和毒性研究中的應(yīng)用提供了新的思路。

圖2：OrganoPlate 3-lane由64個(gè)或40個(gè)培養(yǎng)芯片組成。左：OrganoPlate 3-lane 64的底部視圖；中：OrganoPlate 3-lane 64組織芯片的示意圖；右：在ECM凝膠上生長(zhǎng)的細(xì)胞管的示意圖

在類器官芯片實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，Biomek i7自動(dòng)化移液工作站發(fā)揮了關(guān)鍵作用，主要用于3D細(xì)胞接種、培養(yǎng)基置換、添加生長(zhǎng)因子和細(xì)胞固定染色等步驟。自動(dòng)化移液工作站的高精度和高通量操作，顯著提高了實(shí)驗(yàn)的效率和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通過(guò)減少人為操作誤差，自動(dòng)化移液工作站確保了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性和可靠性，為類器官芯片技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了有力支持。

 圖3：Biomeki7自動(dòng)裝載ECM的過(guò)程；Biomek i7自動(dòng)化工作站可重排移液器槍頭以符合OrganoPlate的格式

神話未遠(yuǎn)，未來(lái)已至

所謂“神話”，是人類對(duì)生命奧秘最浪漫的注解。當(dāng)神話照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，我們看到的不僅是“芯片上的微型器官”這一創(chuàng)新技術(shù)，更是一個(gè)無(wú)需依賴動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、無(wú)需經(jīng)歷漫長(zhǎng)試錯(cuò)的醫(yī)學(xué)新紀(jì)元。