據(jù)報道，人體芯片系統(tǒng)旨在通過將人體組織與工程化生物MEMS系統(tǒng)相結合來再現(xiàn)人體生理特征，以模擬臨床參數(shù)。該技術開辟了廣泛的可能性，可以更好地預測人體表現(xiàn)，而無需依賴動物試驗。

通過成功測試多器官“人體芯片”模型替代通常針對動物的28天試驗，以評估藥物和化妝品化合物的系統(tǒng)毒性，使得替代動物試驗變得離現(xiàn)實更近一步。

發(fā)表在《先進功能材料》雜志上的論文顯示，包含人類心臟、肝臟、骨骼肌和神經細胞，具有互連模塊的微流控裝置，能夠維持細胞活性并實時記錄28天的細胞功能。

中佛羅里達大學（The University of Central Florida, UCF）與佛羅里達州生物技術公司Hesperos取得合作，已經證明其創(chuàng)新型四種器官體外模型系統(tǒng)能夠逼真地復制體內人體細胞對持續(xù)藥物劑量的反應。

Hesperos公司的首席科學家，兼中佛羅里達大學納米科學技術中心的教授James J. Hickman表示，“該技術可以幫助我們在不久的未來將慢性藥物試驗從動物模型轉移到這些新的體外模型中去?！?/p>

這很重要，因為這種方法可以對新化合物的毒性及藥效進行急性和慢性暴露研究。

雖然器官芯片模型已經被用于作用機制驗證（藥效）和急性毒性篩選，但是由于其半衰期短，缺乏器官與器官之間的交流，且難以推斷人體器官功能的反應，因此它們不適用于長期研究。

Hesperos公司推出的器官芯片系統(tǒng)模型克服了上述局限，該模型允許微小器官之間相互作用，在真實人體細胞中進行無血清血液替代溶液培養(yǎng)，從而逼真地復制人體對引入其中的任何一種化合物的反應。

它還可以非侵入性地評估神經元和心肌細胞的電活動，以及心臟和骨骼肌收縮的機制。這種對細胞功能的監(jiān)測在慢性毒性測試中是至關重要的，因為它可以模擬體內功能。

為了達到28天測試的里程碑，Hesperos公司的工程師使用計算流體動力學建模以修改他們現(xiàn)有的多器官模型。他們使它變得更小，并改善其流動特性，以結合更多的功能測量。

Hickman補充道，“我們已經創(chuàng)建了一個有價值的工具，用于模擬已知藥物的藥代動力學和藥效學，且符合ICH（人用藥品注冊技術要求國際協(xié)調會議）指南，未來它還可以用于生成機理模型以預測未知藥物的結果，以及其它精準醫(yī)療應用領域?！?/p>

該工具對化妝品行業(yè)特別有價值，歐盟已經禁止該行業(yè)使用動物來評估成分毒性，最近在美國的部分地區(qū)也已被禁止。