哈佛大学Johan Ulrik Lind等研究人员造出世界上首个完全3D打印的、集成了传感功能的器官芯片。该新方法有望用于快速设计器官芯片(即微生理系统),可匹配某种疾病甚至个别病人细胞的特性,为体外组织工程学、毒理学及药物筛选研究开辟了新的路径。
器官芯片模拟天然组织的结构和功能,是传统动物实验的潜在替代方式。哈佛研究人员已开发出模仿肺、心、舌和肠的微架构和功能的微生理系统。然而,器官芯片的制造及数据收集过程费时费力。当前,主要是在洁净室中,利用复杂的、多步骤的光刻工艺,数据收集需要用到显微镜或高速摄影机。
研究人员开发出6种墨水,将软性应变传感器集成到组织的微架构当中。在单一、连续的步骤中,这些材料被3D打印至心脏微生理器件中。器官芯片包含有众多“小井”(multiple wells),每个都带有独立的组织和集成传感器。心脏芯片提供了新的研究手段,使集成传感器可以在组织生长过程中持续搜集数据。为演示芯片功效而开展的药物研究和持续数周的心脏组织收缩扩张研究结果表明,心脏芯片表现良好。