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今年早些时候,现代艺术博物馆设计和建筑的高级馆长 Paola Antonelli 给博物馆的永久收藏品中增加了一个有趣的东西。这是一个透明的塑料芯片,和一个普通的U盘差不多大,它有可能很快改变科学家开发和测试挽救生命的药品的方式。

雷锋网了解到,这款芯片名为Organs-On-Chips(器官芯片),它的准确定义也正如其名:一个微型芯片中嵌入了中空的微流体管,流体管里面排列着人体细胞,通过它空气、养分、血液和感染的细菌都可以被输送过来。

这类芯片的制造和英特尔公司制造计算机大脑采用了同样的方式。但是,Organs-On-Chips 并不是要通过硅来移动电子,而是要推动微量的化学物质通过肺、肠、肝、肾和心脏细胞。芯片就是要模仿完整器官的结构和功能,使它成为一个很好的药物测试平台。最终的目标是减少对动物试验对象的依赖,减少开发药物的时间和成本。

去年,美国哈佛大学Wyss研究院生物启发工程的研究人员,成立了一家名为Emulate的公司,这家公司现在正与美国强生公司在这一方面共同合作,主要用于临床前试验测试。强生公司目前正致力于整合Emulate的芯片至其研究和发展计划中。

当哈佛研发团队在2010年首次公布其芯片上的发现时,该研究还是纯粹的科学发现。现在,五年后,它不仅被纳入到了全球最重要的设计收藏馆中,它也被评为年度最佳设计。每年,伦敦设计博物馆都会评选出一个年度最佳项目。

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一块兼具美学的芯片

可以肯定的是, Organs-On-Chips 是美学上十分闪耀的一款产品。Antonelli 最近表示,人造生物学中最激动人心的领域就是设计,设计出来的芯片可以作为设计创新的一个缩影。就像一个生物系统,芯片的形式决定了它的功能,其形式无疑是美丽的。但是,这并不是故事的结束。Wyss研究院的生物工程学家 Donald Ingber 表示:“大多数人认为,形式应该服从于功能,但它却与生物学相反,其实,这是不公平的。这是一个动态关系。”一个生物系统的结构势必会影响它的工作方式,但 Ingber表示,设计原理是双向的。“如果你想要改变功能,你其实是可以通过调节结构达成。”

在这么微小的尺度上工作就要求了任务的精度。芯片有效地取代了器官的三维结构——肾脏的肾小管、肺的肺泡、肝脏的血管与组织衬里微流体通道。该芯片是半透明的聚合物,其中包裹很多管道,使科学家能在微观器官上看到器官内部发生了什么。原型也可连接在一起形成全身的器官网络。

Organs-On-Chips 涵盖最基本的设计原则:效率。最大的简化设计,让其尽量减少任何系统以产生最大的影响。就像越来越多的研究人员都明白好的科学实验,需要一个易于理解的好设计。

两个原则是完全不能分开的,实际上,设计贯穿每一个领域。

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