生物医疗是未来医疗的发展方向。近日，东南大学生物医学工程学院赵远锦教授课题组，在“器官芯片”的研究中取得重要进展，将“活体”结构色水凝胶材料整合到微流体中，开发了具有微生理可视化功能的“心脏芯片”，为药物筛选以及单细胞生物学研究等提供了崭新的平台。该研究成果于3月29日，被国际顶级期刊《Science Robotics》（科学机器人）刊发，这也是中国学者独立发表的首篇《科学》机器人学术论文。

演示图谱

　　“器官芯片”是指用特殊的材料，记录和传感仿生器官的运行和变化。建立“心脏芯片”，就是以此芯片，传感显示心脏功能，衡量心肌力量、动脉血管血流速度、心肌细胞的变化等，从而进行药物评估和生物学研究。如何实现传感，成为最大难题。

传感接受数据图

　　赵远锦教授介绍，课题组成员最初是受变色龙机制的启发，在国际上率先提出，构建具有“结构色”传感功能的“心脏芯片”的设想。研究人员利用表面具有微槽的反蛋白石结构水凝胶弹性薄膜，进行心肌细胞培养，实现了细胞的诱导取向组装。“由于心肌细胞的搏动过程，伴随着细胞的伸长和收缩，因此基底上的反蛋白石结构水凝胶弹性薄膜，将经历相同的体积或形态变化，表现为自身同步变化的光子禁带和结构色。”赵远锦说，这种“活体”结构色水凝胶材料，为构建具有自反馈功能的动态机器人等智能器件奠定了基础。“特别是将‘活体’结构色水凝胶材料集成到微流控芯片中，一个前所未有的具有微生理可视化功能的‘心脏芯片’得以开发。”

　　据介绍，该技术在心肌相关的新药评价和疾病研究中具有独特优势，与常规的临床试验相比更经济、更快速而且无创伤性，既是临床和理论基础之间一种有机的融合，也是多学科交叉的高度体现，是我国创新药物研发关键技术平台的重大突破，为生物医疗产业科研和生产开辟新方向。

　　（来源/现代快报 编辑/季玉馨）