這是一些外觀簡陋的小方塊，但這些神奇的器件有望終結動物實驗，徹底改變新藥研發流程，并引領我們進入一個可以個人定制藥品的新世界。
這個不起眼的透明矽膠塊是一個模型人體器官，從中伸出的幾根細小的管子可将大量液體及空氣以難以察覺的方式泵進泵出。這套裝置被稱為“器官芯片”，矽膠塊中内置了人體活細胞，可以模仿人體組織架構和人體器官的物理運動。它有助于加速藥物研發速度，降低研發成本，并引領個人化藥物的發展趨勢。
美國哈佛大學維斯生物啟發工程研究所研發的這種“肺芯片”，被倫敦設計博物館評為“年度最佳設計”。紐約現代藝術博物館建築與設計部資深策展人保拉·安特那利（PaolaAntonelli）是這個獎項的提名者，她還安排現代藝術博物館購買了這款芯片作為永久館藏。她說：“這是設計創新的象征。理論上說，這個發明能夠避免動物和人體藥物試驗産生的誤差，還能提高藥物試驗的效率，并将研究成果更快地向外推廣。”
各種微型器件在透明高分子聚合材料制作的“芯片”裡再造了一個人體器官的組織接口，各種細菌、藥物及人體白血球在其中的行為作用可以很容易地在顯微鏡下觀察到。具體來說，有一個極小的通道貫穿其中，一張多孔薄膜沿着通道将它從中分開，一側充填着人的肺部細胞，另一側是毛細血管細胞。讓空氣在一側流通，另一側模仿血液流動，并利用真空來産生舒張、收縮動作，“肺芯片”就能模仿呼吸的過程。
“器官芯片讓我們看到了以前無人知曉的生物機制和行為。”維斯生物啟發工程研究所創始董事唐·因格博（DonIngber）說，“現在我們打開了一扇窗，能看到人體器官中進行的分子級活動，包括那些隻在人體細胞而不在其他動物細胞上發生的事。大多數藥廠在狗、貓、鼠和人身上試用新藥時，會得到完全不同的試驗結果，有了器官芯片之後，它們将能夠更加快速準确地測試出藥物在人體上發生的特殊作用。
迄今為止，因格博和他的團隊已經研發出大量不同的器官芯片，包括腎芯片、肝芯片以及會蠕動的腸芯片等，目前正在研發可供化妝品和家庭清潔用品生産廠商使用的皮膚芯片。
更妙的是，不同的器官芯片還可以連接成一個網絡，以此模拟藥物通過人體的過程。比如某種氣霧劑藥物，模拟使用藥物吸入器将其導入器官芯片網絡後，科研人員可以實時監測藥物行進的路線，觀察它如何進入肺部，如何影響心髒，如何被肝髒代謝以及被腎髒排洩，并可看到過程中産生了哪些副作用。目前，已經做過為期兩周的四種器官芯片的聯合測試，因格博說他們還将進行一次為期一個月的十種器官芯片的聯合測試。
下一步呢？會不會出現“芯片人”？對此，因格博表示：“我們無法模拟意識，也無法測試重力對人體關節的影響。但下一步将能研制出真正的個人化藥物。也就是說，可以真實模拟某一位病人的器官對藥物的反應，并由此為他定制藥物。”撰文：OliverWainwright來源：Guardian