哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院的研究团队开发出新一代"肝脏芯片"设备,该技术有望显著提升药物安全测试的可靠性。这种微流体平台通过精确复制人体肝脏的微观结构和功能,使研究人员能够在更接近真实生理条件的环境中测试药物。
新型设备采用创新的微流体通道设计,能够维持肝细胞(hepatocytes)在体外长期存活并保持其代谢活性。与传统二维细胞培养相比,该芯片模拟了肝脏特有的血窦结构,允许血液和药物以三维方式流经肝组织。哈佛大学生物工程学教授尼玛·莫吉米博士(Dr. Nima Moghimi)指出:"这项技术的关键突破在于成功重建了肝脏微环境的关键要素,包括血流动力学、细胞间相互作用以及氧气梯度分布。"
该设备内置的传感器可实时监测肝细胞对药物的反应,包括关键代谢酶活性和毒性标志物变化。研究团队在测试多种已知药物时发现,肝脏芯片的代谢数据与人体临床试验结果的相关性达到85%,远高于动物模型的60%。莫吉米博士强调:"当药物在肝脏芯片中显示出异常毒性信号时,这往往预示着后续人体试验可能出现问题,这将帮助制药企业避免后期临床试验的高昂失败成本。"
目前该技术已在辉瑞和强生等制药公司的早期药物筛选中进行试点应用。研究人员表示,该平台特别适用于评估肝脏代谢类药物,如抗凝血剂和抗癌药物。团队下一步计划将免疫细胞整合到芯片系统中,以模拟更复杂的炎症反应过程。这项研究已发表在《自然·生物医学工程》期刊,标志着器官芯片技术向标准化药物测试平台迈出了关键一步。
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