
当《哪吒2》中那朵蕴含天地灵气的七色宝莲绽放荧幕,用七彩光华修复生命重塑肉身时,你是否想过这一东方神话设定竟与医学实验室中的“黑科技”遥相呼应!
科学家们正使用名为“类器官芯片”的革命性技术,在方寸大小的透明芯片上构建出跳动的心脏、代谢毒素的肝脏、分泌胰岛素的胰腺……其精妙之处恰似神话中的造化之术。类器官芯片的“灵气”来自于细胞生物学、材料科学与微流控技术的精妙结合,通过在芯片上构建精密的流体通道和三维培养体系,让细胞自发形成具备真实器官生理功能的模型,甚至能模拟病变状态下的组织特征。
类器官芯片技术推动精准医学
与药物研发创新
类器官芯片技术正引领一场从实验室到临床的医学革命:
一方面类器官模型可以替代动物实验,精准预测药物反应。传统动物模型与人体存在巨大差异,导致大量药物在临床试验中失败。而类器官芯片源于人体细胞,能够个性化模拟患者病理,提前预判药物疗效与毒性。
另一方面器官芯片可用于破解复杂疾病机制。对于糖尿病、阿尔茨海默症等涉及多器官交互的复杂疾病,类器官芯片有望提供前所未有的多器官系统研究平台,为在器官水平上深入理解疾病机制提供了可能。
这一平台的巨大潜力,正在实验室自动化等技术赋能下加速释放,全流程自动化标志着技术成熟度向临床转化迈出关键一步。
Biomek i7自动化移液工作站
助力类器官芯片发展
以基于Mimetas类器官芯片的血管模型构建自动化项目为例:研究人员使用Mimetas的OrganoPlate® 3-lane 64芯片,通过微流控通道模拟血管内皮细胞的三维生长环境,成功构建了血管生成模型,并结合自动化液体处理系统和高内涵成像技术,实现了对血管生成过程的精确监测和定量分析。这一创新方法不仅提高了实验的通量和数据的可重复性,还为类器官芯片技术在药物筛选和毒性研究中的应用提供了新的思路。

图2:OrganoPlate 3-lane由64个或40个培养芯片组成。左:OrganoPlate 3-lane 64的底部视图;中:OrganoPlate 3-lane 64组织芯片的示意图;右:在ECM凝胶上生长的细胞管的示意图
在类器官芯片实验过程中,Biomek i7自动化移液工作站发挥了关键作用,主要用于3D细胞接种、培养基置换、添加生长因子和细胞固定染色等步骤。自动化移液工作站的高精度和高通量操作,显著提高了实验的效率和数据的准确性。通过减少人为操作误差,自动化移液工作站确保了实验结果的可重复性和可靠性,为类器官芯片技术的广泛应用提供了有力支持。

图3:Biomeki7自动装载ECM的过程;Biomek i7自动化工作站可重排移液器枪头以符合OrganoPlate的格式
神话未远,未来已至
所谓“神话”,是人类对生命奥秘最浪漫的注解。当神话照进现实,我们看到的不仅是“芯片上的微型器官”这一创新技术,更是一个无需依赖动物实验、无需经历漫长试错的医学新纪元。
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