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如何用“芯片”打开精准医疗的想象空间?

时期:2023-01-05 23:45 点击数:
本文摘要:说起个性化医疗我们脑海中首先想到的就是基因医疗也就是以小我私家基因组信息为基础联合相关内情况信息为病人量身设计出最佳治疗方案的一种定制医疗模式。 化整为零真正的“个性化”医疗 通过使用患者泉源干细胞实现诱导多醒目细胞泉源器官模型的工程化构建使个体化的疾病风险预测、药物药效评价、毒理评估和预后分析越发准确。现在也有科学家使用特定病人的干细胞构立功能性心脏组织模拟累遗传性心脏病模型。

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说起个性化医疗我们脑海中首先想到的就是基因医疗也就是以小我私家基因组信息为基础联合相关内情况信息为病人量身设计出最佳治疗方案的一种定制医疗模式。

化整为零真正的“个性化”医疗

通过使用患者泉源干细胞实现诱导多醒目细胞泉源器官模型的工程化构建使个体化的疾病风险预测、药物药效评价、毒理评估和预后分析越发准确。现在也有科学家使用特定病人的干细胞构立功能性心脏组织模拟累遗传性心脏病模型。

基因检测和治疗虽然能为个性化医疗提供基础现在也有通过基因检测发现癌症、糖尿病进而接纳精准医疗手段延缓病情的案例可是从基因医疗的生长历程来看除少数疾病外基因与疾病的关联性难以确定好比“渐冻症”(ALS)数据显示仅有少部门ALS与基因缺陷相关而90%的散发性案例发病原因仍是未解之谜。

在此之前我们或许可以将3D打印技术作为器官芯片制作方法的重要增补。3D打印技术至少会在两个方面临器官芯片造成影响一是芯片制备二是生物打印。尤其在芯片制备上3D打印已经能够制造出有很高分辨率结构庞大的芯片还具备制作周期短单元操作简朴、成本低廉的优点哈佛大学Wyss生物工程研究所和哈佛JohnA.Paulson工程和应用科学院的研究人员就使用3D打印制造出了首个完整的带集成传感系统的器官芯片。

可是这所谓的“低廉”放在工业化历程中依旧是要打上问号的。

现在来看器官芯片在科研上使用居多而科研经费也足够支撑该类工具的使用但我们对器官芯片更大的希冀是落地于普通人的医疗如果器官芯片要走向工业化仍需要控制成本。固然随着工业链的完善其优势会逐步凸显出来成本问题也会获得相应的解决。

随着AI技术的生长“个性化医疗”在近年来频频被提起“个性化”象征的“精准”“高效”“智慧”使其成为改变医疗行业现状的有效切入点。好比智能导诊与患者实现互动智能监测设备资助举行医疗服务的追踪和个性化定制等。

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那么个性化医疗只能被AI医疗产物界说吗?恐怕否则。今天智能相对论(aixdlun)就想跟大家聊聊另一层意义上的个性化医疗技术——“器官芯片”。

器官芯片的观点提出已久工业化的历程却十分缓慢探究其中原因大致可以分为三点。

除了实现对人类的个性化医疗器官芯片另有一个显着的利益即是药物测试。这一点对动物试验的改变将是革命性的。

最后微流控芯片普遍存在有一个问题即宏观试样与微芯片的衔接不易。现在芯片上的进样多接纳手工完成效率低下可靠性也较差极容易影响细胞的活力进而影响细胞历程和生物特征的实时检测因此我们还需要研发出更多的协助性产物好比一连进样系统保证在制备上做到自动化、微型化和集成化。

个性化医疗生长至今已经积累了许多的技术结果。随着技术的不停生长我们对“个性化”“精准”也提出了更多的要求器官芯片之于人类的意义在于人们可以真正地“对症下药”而不去“损伤”其他的组织器官。随着人们研究的深入器官芯片技术必将广泛应用于生命科学、医学、药学等领域的研究中为个性化医疗带来更多可能。

仿真性、成本、毗连……器官芯片要面临的问题

一直以来人们都是通过动物来试药暂且岂论用动物做药物测试是否人道。从实验准确性的角度来讲只管动物与人类共享的基因比例高达99%但剩下的1%仍然会造成极大的变量从而导致两个物种之间发生庞大的生理差异。同一种药物在动物体内和人体内的反映可能是截然差别的。

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即即是极小的表达差异也会随着药物研发历程的推进而被不停放大最终导致整个项目的失败。

首先纵然是最先进的器官芯片也无法完全代表活体器官的功效。究竟所有的器官都不行能脱离机体单独存在。

虽然化整为零具有建设性的意义但整体大于部门仅依靠器官芯片是无法复制疾病机体的尤其是内排泄情况所导致一系列功效变化。

因此我们必须思量人体这个整体的关联性在这方面我们可以使用单个芯片组成一个高集成度的3D组织器官微流控芯片系统。

大连理工大学的研究团队就研发出了这样的芯片系统该芯片系统由多种模块自上而下依次叠加组成集成了肠、血管、肝、肿瘤、心、肺、肌肉和肾等细胞或组织并有“消化液”“血液”和“尿液”贯串其中。如此器官芯片就像一个积木将所有的积木聚集起来就能最大水平地打造一个“人体修建”还原人体内功效情况并实现药物测试等作用。

“器官芯片”因为更靠近人体能够越发有效地用于药物测试10月11日《科学希望》上就陈诉了一种在微流控芯片上制。


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