通过 3D 打印制造的微型人体器官可以创建一个“芯片上的身体”，从而实现更好的药物测试。这个具有未来意义的想法已成为一项新的生物打印项目，获得了美国国防部 2400 万美元的资助。
这个 2 英寸的“芯片上的身体”将为理解人体可能对危险疾病、化学战剂和旨在防御生物或化学攻击的新药物的反应提供一个真实的测试平台。 这种技术可以通过取代不太理想的动物测试或在培养皿中对人体细胞进行的简单测试来加速药物开发，并且或许可以避免数百万甚至数十亿美元浪费在人体临床试验中失败的无用药物候选物上。
“问题是，是否可以拥有更好的系统来测试这些药物，以便您可以通过直接进入微型器官来绕过细胞测试和动物测试，”北卡罗来纳州温斯顿-塞勒姆市维克森林再生医学研究所所长 Tony Atala 说。
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Atala 的团队率先开发了旨在通过一层层细胞构建人体器官的 3D 打印 方法。他们的生物打印方法在铺设细胞层的同时，还铺设人工支架以保持器官在成型过程中的结构完整——这项技术使该团队能够制造出比全尺寸人体器官更小、更简单的版本。 [查看 3D 打印的“芯片上的身体”系统的照片]
“我们正在打印微型实体器官：微型肝脏、心脏、肺和血管结构（血管）”，Atala 告诉 LiveScience。
为“芯片上的身体”项目设计的微型器官并非完全发挥作用的心脏、肝脏和肾脏。相反，它们代表来自此类器官的一小块人体组织，通过循环血液替代品的流体通道系统连接在一起，以维持细胞的活性——所有这些都放置在带有传感器的 2 英寸（5 厘米）芯片上，以监测一切。
拥有人工循环系统意味着研究人员可以将生物或化学试剂引入“血液”中，以观察它如何影响不同的器官。该系统的传感器将测量温度、氧气水平、pH 值（液体的酸性或碱性程度）以及影响“芯片上的身体”的其他因素。
维克森林再生医学研究所正在领导由太空和海军作战系统中心太平洋分部 (SSC Pacific) 代表国防威胁降低局 (DTRA) 资助的 2400 万美元项目。
但是，构建“芯片上的身体”的专家团队也来自波士顿的布莱根妇女医院、密歇根大学、美国陆军埃奇伍德化学生物中心、巴尔的摩的摩根州立大学和约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院。他们共同希望为 21 世纪创建一个药物开发工具，帮助现代医学快速应对快速蔓延的流行病或生物恐怖主义袭击。
“我们不仅会知道药物如何影响一个器官，还会知道药物如何在芯片上同时影响主要的身体系统，”Atala 说。
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