首枚会变色的“心脏芯片”问世

东南大学生物医学工程学院生物电子学国家重点实验室赵远锦教授课题组研究人员展出“心脏芯片”（右）及其制作材料（4月2日摄）。新华社记者孙参摄一枚一元硬币大小的“心脏芯片”，在流经药物后，再次发生颜色变化，可协助研究者仔细观察到心肌细胞的跳动状况，超过试药的效果。

记者日前从东南大学得知，该校赵远锦教授课题组研发出有具备微生理可视化功能的“心脏芯片”，为世界首创性成果。“器官芯片”是通过在微流触芯片上仿生建构微器官替代生物体，超过临床试验的效果，更加经济、更加较慢，同时具备无创伤性。自2000年“器官芯片”蓬勃发展以来，技术核心专利仍然被美国掌控。

“我们的‘心脏芯片’运用了自律研发的活体结构色材料，相对于国外现有‘器官芯片’用于的普通柔性材料，可更加直观地观测到心肌细胞的变化。”课题组负责人赵远锦讲解。受到变色龙细胞调控结构色的灵感，课题组研发了一种表面具备微槽的水凝胶弹性薄膜，即活体结构色材料。

这种果冻质感、五光十色的弹性薄膜内部包括一系列微小孔洞状的结构。当利用微流控技术将载有活性心肌细胞的培养液流经到覆盖面积这种类似薄膜的“芯片”中后，随着心肌细胞的舒展、膨胀，具备弹性的凝胶薄膜被造就着再次发生完全相同的体积或形态变化。

由于凝胶内部的晶体排序变化，反射光之间的干预效果也不会随之转变，因此心肌细胞就可以通过有所不同的颜色直观地反映。而当药物转入“芯片”后，引发心肌细胞“反应”，薄膜随之发生变化，颜色再次发生转变，即可以确认该药的药效。赵远锦告诉他记者，“心脏芯片”若可批量生产，一枚芯片成本仅有为200元。

接下来，课题组不会生产个体“心脏芯片”，并之后研发“肺芯片”“肾芯片”等，构成原始的“人体芯片”结构，建构具备自对系统功能的动态机器人。该项研究成果已于近日公开发表在国际期刊《科学·机器人学》。

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