На данный момент созданы ЧИП-легкое, ЧИП-кишечник, ЧИП-почка и ЧИП-костный мозг. ЧИП-сердце пока в разработке, но недалек тот день когда и его доведут до ума. Устройства, могут радикально улутьшить процесс тестирования на наркотики и пролить свет на развитие болезни, в настоящее время тест является дорогим, неэффективным и смертельно для многих пациентов.
ЧИП-органы, которые любезно дали посмотреть исследователи из Института Wyss, намного более функциональнее, чем оригинальные органы человека. Они сделаны из празрачного пластика с крошечными каналами и связанные трубочками и проводами. “Это - минимальный физически функциональный раздел органа,” говорит доктор Дональд Ингбер, который управляет институтом и работает с исследователями, создающими различные устройства.
У ЧИП-легкого есть канал, расположенный по его центру с пористой мембраной, делящей пополам его продольно. На одной стороне мембраны слой человеческих капиллярных клеток, с управляемым жидким заменителем крови вдоль них; с другой стороны слой человеческих воздушных клеток мешочка, с воздухом. Так же, как в легком, взаимодействие двух типов клеток вынимает кислород из воздуха и доставляет его в кровь. Гибкая пластмасса чипа расширяется и сокращается, вот так легкое "дышит".
Создание ЧИП-органов стало возможным благодаря развитию микроминиатюризации в полупроводниковой промышленности, это позволило создавать высокоточные изделия на клеточном уровне.
Пищеварительный тракт на чипе, который создали исследователи из Wyss, показывает работу таким образом. Крошечный искусственный орган иммитирует перистальтике, малые сокращения человеческой пищеварительной системы. При этом он удивил своих создателей, заставляя клетки кишечника, спонтанно формировать своеобразное строение ворсинок, которую они принимают в настоящих человеческих стенках кишечника.
ЧИП-органы не могут фактически сделать всех вещей, которые делают реальные органы. Между прочим у них нет нервных клеток, и Вы не смогли бы переварить хот-дог с пищеварительным трактом на чипе. Но в других отношениях они, кажется, иммитирую работу фактических органов очень хорошо. Микробы которые живут в настоящем человеческом кишечнике — и выполняют жизненные функции там — после их ввода в пищеварительный тракт на чипе, они считают окружающую среду довольно благоприятной. Также и исследователи, которые разработали ЧИП-легкого обнаружили возможность проверки поглащения ЧИП-лекгим различных частиц из загрязненного воздуха.
Институт Wyss уже работает с несколькими фармацевтическими компаниями, чтобы создавать тест-лекарст, который использует органы на чипе. Испытания на животных, в конце концов, дороги, все более и более спорны, и часто не предсказуемы, как люди отреагируют на состав лекарства. Согласно Ingber, чип также позволит исследователям наблюдать механизм болезней и наркотиков. “Иногда Вы думаете, что Ваш препарат работает таким образом. Вы даете его в течение месяца, убиваете животное, затем сделайте гистологическое исследование,” говорит Ингбер. Это означает, что Вы должны выявит механизм после факта.
С другой стороны чип, позволил бы исследователям наблюдать процесс в режиме реального времени. Как только они будут усовершенствованы, они подешевеют, и стоимость тестов станет намного меньше.
Как только будет разработыны все ЧИП-органы, следующим этапом станет создание всего организма человека на чипах. Это будет серьезный прорыв для фармацевтических компаний, которые смогут смотреть действия вновь созданных препаратов на весь человеческий организм или на определенные органы, просто подключив их вместе, как гирлянды Рождество.
По материалам:
businessweek.com