美國哈佛大學約翰·保爾森工程和應用科學學院(SEAS)24日發(fā)布新聞公報稱，該學院一研究小組開發(fā)出一種新的3D打印技術，可打印具有集成傳感功能的器官芯片。他們首次打印出的心臟芯片可快速組裝和定制，讓數(shù)據(jù)收集更容易，為藥物研究開辟了一個新途徑。相關研究刊發(fā)在《自然·材料》雜志上。

器官芯片被認為是生命科學研究中的一項革命性技術，在醫(yī)學、科研及臨床藥物設計等領域具有廣闊的應用前景。但器官芯片的制造及數(shù)據(jù)采集卻不是一件容易的事，不僅對制造環(huán)境的要求極高，制造過程也十分復雜，成本高昂，費時費力。

此次，SEAS研究小組利用先進的數(shù)字化制造技術，開發(fā)出新的器官芯片制造方法。他們將柔性應變傳感器與人體組織微架構集成，并開發(fā)出6種不同的“油墨”，然后利用3D打印技術，通過一種單一、連續(xù)的制造過程，打印出心臟芯片。這個芯片上有眾多“小井”，每個“小井”中有獨立的組織和集成傳感器。利用這種芯片，能夠研究多種心臟組織。

長期以來，研究人員一直沒能得到簡單的非侵入性手段來研究心臟組織的功能，他們很難長時間持續(xù)觀察心臟組織發(fā)育過程中的緩慢變化，進行相應的數(shù)據(jù)采集和研究。心臟芯片則提供了一種新的研究手段，集成傳感器可以在組織生長過程中持續(xù)搜集數(shù)據(jù)。為演示芯片功效，研究小組進行了藥物研究和持續(xù)數(shù)周的心臟組織收縮擴張研究，結果表明心臟芯片表現(xiàn)良好。

研究人員表示，新方法將多種功能材料集成于一個設備之上，是3D打印技術的巨大進步。而新的可編程的器官芯片制造方法，不僅使研究人員能輕松設計定制匹配特定疾病甚至是個別病人細胞的器官芯片，還極大簡化了數(shù)據(jù)采集難度，為體外組織工程學、毒理學和藥物篩選研究開辟了新途徑。

機器是硬邦邦的，也可以是軟綿綿的，隨著材料進步，軟機器會越發(fā)普及，尤其是能貼肉親合的芯片。今后，能監(jiān)控器官的3D打印的芯片耗材或許只需花費一美元，設計和制造周期將大大縮短，而我們的人體科學知識儲備也將爆炸式增長，我們會活得更健康安全。