导读
“器官芯片”，是一项很有前景的新兴前沿科技。今天，我要带大家一起认识一下器官芯片，同时介绍一下哈佛大学最新研发的器官芯片。
背景
那么，什么是器官芯片呢？
器官芯片到底有什么作用呢？
简单说，器官芯片的作用主要体现在生命研究、疾病治疗、药物和疫苗的研发等方面。
这里，我们用药物研发来举例说明下。众所周知，药物研发是一个耗时、耗力、耗资的过程，而其中有一个不可或缺的环节就是动物实验，而我们平时最常见到的用于动物实验的动物就是：小白鼠。
可是，由于人体和动物体存在着巨大差异，动物实验并不能十分准确有效地反映出人体对于药物的反应，即使某种药物通过了动物实验，也有可能无法通过人体实验，最终导致无法真正的投产上市，还会造成严重的成本浪费。
因此，科学家们在努力寻找一种更加迅速、有效的临床前的药物试验方法，他们想到了器官芯片取代动物实验。器官芯片，不仅可以更加真实地反映出人体的情况，而且能节约药物研发的成本，缩短测试时间，降低风险。另外，它还可以避免许多动物保护方面涉及的道德问题。
下面，为大家列举几种器官芯片。
（图片来源: 维基百科）
（图片来源: 维基百科）
（图片来源: 维基百科）
（图片来源: 维基百科）
（图片来源: 维基百科）
除此之外，笔者之前的文章对于“芯片上的器官”也有过介绍。
芯片上的器官平台旨在使用小型流体设备理解复杂的血管微环境。
“芯片上的心脏”是一种完全通过3D打印技术，通过内置传感器测量身体组织的收缩力量，为科学家研究心脏肌肉组织开辟了新途径。
创新
了解完这么多关于器官芯片的背景知识后，接下来的创新研究成果介绍，相信大家理解起来会容易很多。
在器官芯片内，人类细胞生长至完全分化和功能化的组织，例如模仿肺和肠，通常需要数周时间。所以，研究人员们一直都在尝试理解药物、毒素和扰动是如何改变组织的结构和功能。
（图片来源于: 哈佛大学 Wyss 研究所）
关于TEER测量的器官芯片的设计论文发表于《芯片实验室》杂志，它可广泛用于监测组织的健康和分化，以及实时评估活细胞的电活动。对此，研究人员在心脏芯片模型中进行了展示。
技术
TEER 测量可用于电极之间，以及穿过由特殊器官的上皮细胞和内皮细胞组成的组织接口的离子流量化，它也是多个研究所的人类器官芯片的核心组成部分。
这些上皮细胞形成的组织层覆盖我们皮肤和大多数内部器官的内部表面，而内皮细胞形成了运输血液的血管和毛细血管的内壁，支持着血管的功能。
所有这些细胞层都可以作为一层抵御小分子和离子的屏障，对于器官进行保护，另外还有一些特殊的功能例如促进肠道吸收营养，或者肾脏分泌尿液。相反地，药物毒性、感染、炎症和其他的有害刺激都可能会破坏这些屏障。
TEER 测量，基于对于离子通道的限制或者电阻，能够评估这些细胞层功能的完整性，以及由于药物或者其他毒害引起的损伤反应。
Wyss 研究所的主管工程师、新型器官芯片设计的驱动者 Olivier Henry 博士评论说：
“我们使用新型层叠层制造工艺，设计出一种微流体环境。在这个环境中，TEER测量电极是整个芯片构架的部件，并且它的位置尽可能靠近在一条或者两条并行的流动通道中生长的组织。
较之前的电极设计，这种固定的几何形状有利于准确地测量，且这些测量在实验内和实验之间完全可对比。另外，它也能确切地告诉我们，例如肺或肠这样的组织，是如何在通道内成熟、保持形状以及在药物或者其他操作的影响下出现问题的。”
在另外一篇发表于《芯片实验室》杂志的论文中，Ingber 和 Henry 的团队，与 Kit Parker 合作，形成一个跨学科的科研团队，通过在芯片中集成多电极阵列（MEAs），测量电活性细胞例如心脏肌肉细胞的行为，进一步改善TEER芯片的性能。
