在芯片上“造”器官?江苏这支科研团队:攻克技术难题,屡创“中国第一”!

你能将液体垒起来吗?

看到这个问题,相信大家的第一反应都是:不可能。

因为在大众常规认知中,液体是流动的、无固定形态的,如果没有固体容器的限定,这项工作便仿若天方夜谭。

但是近日,东南大学生物科学与医学工程学院教授顾忠泽、副研究员杜鑫团队的最新成果却让“不可能”变为“可能”,被《科技日报》以《新方法让构建液体器件像搭积木》为题进行报道。

在芯片上“造”器官?江苏这支科研团队:攻克技术难题,屡创“中国第一”!

随着科学技术水平的不断提升,人类社会正逐步实现从机械化到自动化和智能化的发展,而液体器件等各种功能性器件则是支撑多项技术落地的重要影响因素。

在传统的液体器件构建中,往往需要针对所需的器件提前定制好专属固体容器,具有耗时长、成本高、结构不可更改、需反复迭代等多重弊端。

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基于此,顾忠泽研究团队受乐高积木玩具的启发,提出了液体积木理论,构建了一种可以编辑液体器件内部结构的方法。该方法通过液滴与液滴之间的排列组合,可快速组装出不同构型的液体结构,并能针对不同的使用需求进行调整和重构——

对于简单的液体结构,可采用移液枪加液的方式灵活制备;

应对复杂的结构,团队开发出了自动化装置,可在数分钟内完成复杂流道的快速制备。

该理论的提出与应用,可大幅度提升液体器件相关领域的生产、研究效率,相关成果在国际学术期刊《自然·化学工程学》发表。

在研究团队看来,液体积木所展现的可重构理念,弥补了目前器官芯片结构固定、无法根据微器官生长过程来协同改变自身结构的局限。目前,顾忠泽科研团队正尝试利用液体积木理论创建动态器官芯片,旨在构建出新一代高仿生、自适应器官芯片。

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器官芯片作为近年来诞生的一项变革性生物医学技术,可以作为人体组织的“替身”接受药物实验,从而加速药物的研发进程,为精准医疗提供解决方案,2016年被达沃斯世界经济论坛列为“十大新兴技术”之一,也是中国在生物医药领域需要攻克的核心关键技术。

近年来,东南大学科研团队针对这项技术,持续攻坚克难,取得多项科研成果,并已在疾病建模、药物筛选、航天医学等领域应用,相关成果获《科技日报》《人民日报》等央媒关注——

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东南大学苏州医疗器械研究院人体器官芯片项目团队开发了中国第一个用于申请新药IND的心脏器官芯片,获《人民日报》《新华日报》、光明网等多家媒体的报道。此外,团队还完成了中国第一个进入空间站并实施科学实验的器官芯片,并制定了中国第一个器官芯片技术标准草案《皮肤芯片通用技术要求》,以及荣获由科技部主办的首届全国颠覆性技术创新大赛总决赛最高奖

在芯片上“造”器官?江苏这支科研团队:攻克技术难题,屡创“中国第一”!

2023年8月,东南大学苏州医疗器械研究院等多个科研机构共同开发制作的太空血管组织芯片完成了国际上首次血管组织芯片在长期微重力条件下的培养实验,标志着中国成为国际上第二个具有在轨开展器官芯片实验和分析能力的国家。

在芯片上“造”器官?江苏这支科研团队:攻克技术难题,屡创“中国第一”!

同年9月,顾忠泽教授团队携手华为发布了全球首个人工智能和人体器官芯片结合的大模型成果。作为国内首批开展人体器官芯片研究的团队,团队还曾建立了中国第一个器官芯片数据库;

在芯片上“造”器官?江苏这支科研团队:攻克技术难题,屡创“中国第一”!

今年2月,中国科协生命科学学会联合体发布2023年度“中国生命科学十大进展”,顾忠泽团队联合中国航天员科研训练中心李莹辉团队的研究项目人体器官芯片及多模态精准测量方法构建入选……

“芯”火相传,笃行不怠。未来,东南大学将立足雄厚的科研根基,勇攀科研高峰,让越来越多的东大成果闪耀世界科技舞台,书写更精彩的创“芯”篇章!

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本文素材来源:东南大学官微、东南大学新闻网、东大科研等

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