近日，哈佛的科學家們發(fā)明了一種吸煙的機器人，協(xié)助他們進行人體肺病的醫(yī)學研究。
言歸正傳，稱它為機器人可能有點跑偏，它其實是一部實驗室儀器。該設備一次最多可以同時吸10支香煙，并把吸入的煙霧引導到一個嵌有活的人體肺細胞的微芯片里。這種“芯片上的肺”可以用于研究肺細胞對香煙煙霧的反應，真實的還原人體肺部環(huán)境。
這項由威斯（WyssInstitute）仿生工程研究所近日宣布的發(fā)明，可用于慢性阻塞性肺疾?。–OPD）的研究，包括肺氣腫和慢性支氣管炎等癥狀。多年的吸煙導致肺中的微小氣道被損壞，COPD患者經常發(fā)現(xiàn)自己呼吸越來越困難。關于COPD目前沒有有效的治療方法。目前全美有超過1100萬人已經診斷出患有COPD，全世界的患者數(shù)量估計達到6500萬。
研究香煙煙霧對肺細胞的影響是一個棘手的任務。在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)細胞并在它們上面吸煙不能很好地起作用，因為該設置無法模擬真實肺部細胞每一次呼吸的動態(tài)環(huán)境。在實驗室小鼠身上測試也存在偏差，因為這些嚙齒動物只通過他們的鼻子呼吸。這意味著研究人員可以讓實驗室的鼠籠子里填充滿煙霧，小鼠們頂多被動吸收，但是它們無法像人類一樣瀟灑的“嘬”一口煙。
吸煙機可以自己點燃香煙，然后使用“微呼吸器”模擬人體的呼吸節(jié)奏。為了實現(xiàn)不同類型的吸煙行為，研究人員可以對機器進行編程從而控制“呼吸”的快慢和深淺。
在公開實驗中，科學家從健康人和COPD患者中吸取肺細胞，以觀察香煙煙霧對每組的影響。該技術可以幫助科學家更好地了解COPD患者肺細胞中發(fā)生了什么，有助于完善COPD的病理學理論；同時吸煙機器人還可以作為測試新藥物的平臺。
圖中煙流入芯片上的“肺部”，小的塑料部件連接上一個微小的通道，通道內排列有人類肺部的氣管上皮細胞。
吸煙機器人還能幫助科研人員探究電子香煙對人體的危害程度。一直以來關于電子香煙的健康影響有很多爭論，因為培養(yǎng)皿和實驗室老鼠的肺細胞無法證實電子煙無害。
早些時候，研究小組推出了3D打印心臟芯片，內置傳感器來測量心臟跳動時細胞的收縮強度。威斯研究所目前正在往芯片上集成更多的人體器官，別擔心，他們可不搞什么內臟全席。所有這些組件都是構建“人體芯片”的宏偉計劃的一部分，最終將會有10個器官芯片連接在一起模擬整個人體。
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