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科学家搞了个抽烟机器人，一次抽10根研究肺病

DeepTech深科技  · 公众号  · 科技媒体  · 2016-11-30 23:12

正文


近日，哈佛的科学家们发明了一种吸烟的机器人，协助他们进行人体肺病的 医学研究。


言归正传，称它为机器人可能有点跑偏，它其实是一部实验室仪器。该设备一次最多可以同时吸10支香烟，并把吸入的烟雾引导到一个嵌有活的人体肺细胞的微芯片里。这种“芯片上的肺”可以用于研究肺细胞对香烟烟雾的反应，真实的还原人体肺部环境。



这项由威斯（WyssInstitute）仿生工程研究所近日宣布的发明，可用于慢性阻塞性肺疾病（COPD）的研究，包括肺气肿和慢性支气管炎等症状。多年的吸烟导致肺中的微小气道被损坏，COPD患者经常发现自己呼吸越来越困难。关于COPD目前没有有效的治疗方法。目前全美有超过1100万人已经诊断出患有COPD，全世界的患者数量估计达到 6500万 。


研究香烟烟雾对肺细胞的影响是一个棘手的任务。在培养皿中培养细胞并在它们上面吸烟不能很好地起作用，因为该设置无法模拟真实肺部细胞每一次呼吸的动态环境。在实验室小鼠身上测试也存在偏差，因为这些啮齿动物只通过他们的鼻子呼吸。这意味着研究人员可以让实验室的鼠笼子里填充满烟雾，小鼠们顶多被动吸收，但是它们无法像人类一样潇洒的“嘬”一口烟。



吸烟机可以自己点燃香烟，然后使用“微呼吸器”模拟人体的呼吸节奏。为了实现不同类型的吸烟行为，研究人员可以对机器进行编程从而控制“呼吸”的快慢和深浅。


在公开实验中，科学家从健康人和COPD患者中吸取肺细胞，以观察香烟烟雾对每组的影响。该技术可以帮助科学家更好地了解COPD患者肺细胞中发生了什么，有助于完善COPD的病理学理论；同时吸烟机器人还可以作为测试新药物的平台。



图中烟流入芯片上的“肺部”，小的塑料部件连接上一个微小的通道，通道内排列有人类肺部的气管上皮细胞。

吸烟机器人还能帮助科研人员探究电子香烟对人体的危害程度。一直以来关于电子香烟的健康影响有很多争论，因为培养皿和实验室老鼠的肺细胞无法证实电子烟无害。


早些时候，研究小组推出了3D打印心脏芯片，内置传感器来测量心脏跳动时细胞的收缩强度。威斯研究所目前正在往芯片上集成更多的人体器官，别担心，他们可不搞什么内脏全席。所有这些组件都是构建“人体芯片”的宏伟计划的一部分，最终将会有10个器官芯片连接在一起模拟整个人体。


编辑：段竞宇

参考：http://spectrum.ieee.org/the-human-os/biomedical/bionics/cigarette-smoking-robot-may-enable-better-research-on-lung-disease



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