薬を検査するための人工心臓

少し前に、冗談めかして「ホモ・チッピエンス」と呼ばれる人工人体モデルを作成する試みについてお話しましたが、今日はその心臓部をお届けします。もちろん彼の人工心臓は、肺に次いで2番目に明らかになった臓器である。私たちは、動物実験に頼ることなく、効率的な人体のモデルの作成に近づいています。この人工心臓は、特に薬物やさまざまな物質の試験に使用され、それらのすべてのパラメータを実験室で簡単に、信頼性の高い方法で測定できるようになります。新しい薬がその扉を開き始めているようです。

プレートに入った人工心臓

先ほど述べたように、チップまたはプレート上の人工心臓は、私たちが目にする 2 番目の臓器です。少し前に、薬理学的検査も行うように設計されたチップ上の肺を見ることができました。この心臓には、わずか数センチメートルのシリコン プレートの中に、心細胞で構成され、通常の心臓と同じように脈動する小さな心臓が含まれています。しかし、ハートの形をしたハートを想像しないでください。さまざまな物質にどのように反応するかを研究することが目的なので、ハート型である必要はありません。その代わり、プレートを使用することで、この小さな人工心臓をより安価で、より効率的で、簡単に持ち運びできる方法で開発できるようになります。したがって、世界中の研究室で使用でき、病院で各人に合わせた小さな心臓を開発したり、細胞の反応を研究するために動物を使わずに新しい技術を開発したりできる可能性がある。

この人工心臓を本物の人間の心臓にできるだけ近づけるために、研究者らは、元の心臓の正常なパラメータの一部を満たすように、メッキされた臓器の相互接続性とサイズを設計しました。心臓は、あたかも血液であるかのように心臓に栄養を供給し、細胞によって生成された老廃物を除去するマイクロ流体チャネルに接続されています。さらに、治療前にこの心臓のパラメータを完全にモニタリングすることができます。このようにして、薬をテストし、それらが私たちの心臓に与える影響を非常に正確に予測することができます。前述したように、組織が常に同じ反応をするわけではないため、特定の患者からの培養物を使用する場合、これは特に役立ちます。

ホモ・チッピーが到着

心臓は、これまで研究で使用された中で最も現実的なものを目指す人体モデルであるホモ・チッピエンスを探すための次のステップにすぎません。このようにして、私たちは治療法を開発し、他の方法では不可能または倫理的に正しくない結果を発見することができます。研究者の目的は、最も信頼性の高い方法で人体をシミュレートできる複雑で相互接続された臓器システムを構築できるようにすることです。予測やシミュレーションが不可能な要素が多数存在するため、モデルが現実に近ければ近いほど効率が高くなります。そのため、私たちは依然として現実に近い動物モデルを使用しています。それでも、研究者らが説明したように、それらはかなり不完全です。私たちが話していたこの複雑さのため、動物モデルは常に人間と同じように反応するとは限らず、労力と時間を費やし、そして最も重要なことに、最後の瞬間に動物の命が失われることになります。

しかし、この人工心臓は、完全な人間の臓器とほぼ同じように反応します。少なくとも代謝レベルでは。サイズの機械的および物理的側面など、いくつかの側面は簡単に研究することができません。しかし、このモデルは他のほぼすべての側面に対して完全に有効であるため、その有効性はほぼ完全です。次のステップは、新しいオルガンオンチップの登場であり、近い将来に期待されています。肺や人工心臓に加えて、腎臓の設計もすでにいくつか存在しており、肝臓などの他の臓器も見られるようになるまでにそれほど時間はかからないでしょう。作成するのが最も難しいものはどれですか?間違いなく、脳、血液、免疫系です。ただし、この点に関してはすでに多くの進歩があり、近い将来を非常に楽観的に見ることができます。バイオエンジニアリングの新たなステージへようこそ。