【视频】机器人仿真肺助力肺癌新药开发

医疗健康 2016-11-22 10:23 来源：康健新视野（微信号 HealthHorizon）作者：遇见未来

2016

11/22

10:23

康健新视野（微信号 HealthHorizon）

作者：遇见未来

医疗健康

哈佛大学的校园是全面禁烟的。

不过，有一个例外，那就是Wyss生物工程学院的一个机器人。为了科学，这个机器人可以一次吸多达10支烟。

当然，科研人员制造出这个机器人来是为了研究传统香烟和电子香烟对肺的影响。

这个机器人由一个模拟人吸烟过程的呼吸机，和许多长了肺细胞的芯片组成。

吸烟产生的烟雾通过这些长在芯片上的“肺”，然后再被排出，以此模仿了人的吸烟和呼吸过程。

这些用来模拟肺脏的芯片也不简单，它的内部有许多中空的管道，肺细胞长在这些管道壁上，就像真正的肺脏中的支气管一样。

而这些培养肺细胞和真细胞一样，表面还有粘液和纤毛，它们可以帮助过滤吸进肺的气体中的污染物。

这个长在芯片上的仿真“肺”就像真正的肺脏中的一部分，通过这个芯片的烟雾就如同通过支气管。

科研人员制造的这个机器人，可以代替费时费力的动物实验，用来研究吸烟对肺的影响，以及寻找针对吸烟造成的疾病的药物。

如果能够获得人体细胞，还可以通过干细胞诱导和分化成肺细胞，来制造出一个体外仿真“肺”，用来开发个性化医疗方案和药物。

哈佛大学科学家Kambez Benam博士率先利用了这个机器人研究了慢性阻塞性肺病（COPD）。主要有吸烟引起的慢性阻塞性肺病是全球死因排名第三的疾病。

Benam博士和他的团队将从患者和健康志愿者身上获取的细胞转化成肺细胞，并将它们置于芯片上在机器人体内“吸烟”。

他们发现，两种细胞中有多达147个基因在吸烟后的表达程度不同。

而电子香烟产生的烟雾也会对肺细胞的功能产生影响，使用电子香烟后，两种细胞表面的纤毛运动出现的不同的变化。

未参与本项研究的美国肺病学会高级科学顾问Norman Edelman表示，这个系统非常的有用，它不仅可以用来研究吸烟对肺造成的影响，还可以研究其他可能会刺激支气管的物质。

当然，这个机器人也有其局限性。现在它还无法模拟长期吸烟造成的后果，同时它还忽略了肺和其他器官之间的联系。

不过，我们还是希望这个机器人和它的仿真“肺”可以早日为肺病患者带来新药物。

参考资料

[1] This machine smokes up to 10 cigarettes at a time — in the name of science

[2] An instrument that smokes cigarettes like a human, and delivers whole smoke to the air space of microfluidic human airway chips, enables new insights into how non-smokers and COPD patients respond to smoke

[3] Matched-Comparative Modeling of Normal and Diseased Human Airway Responses Using a Microengineered Breathing Lung Chip

来源：康健新视野（微信号 HealthHorizon）作者：遇见未来

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