科学家搞了个抽烟机器人,一次抽10根研究肺病

环球网 2016-12-01 00:35

近日,哈佛的科学家们发明了一种吸烟的机器人,协助他们进行人体肺病的医学研究。 言归正传,称它为机器人可能有点跑偏,它其实是一部实验室仪器。该设备一次'...

近日,哈佛的科学家们发明了一种吸烟的机器人,协助他们进行人体肺病的医学研究。

言归正传,称它为机器人可能有点跑偏,它其实是一部实验室仪器。该设备一次最多可以同时吸10支香烟,并把吸入的烟雾引导到一个嵌有活的人体肺细胞的微芯片里。这种“芯片上的肺”可以用于研究肺细胞对香烟烟雾的反应,真实的还原人体肺部环境。

这项由威斯(WyssInstitute)仿生工程研究所近日宣布的发明,可用于慢性阻塞性肺疾病(COPD)的研究,包括肺气肿和慢性支气管炎等症状。多年的吸烟导致肺中的微小气道被损坏,COPD患者经常发现自己呼吸越来越困难。关于COPD目前没有有效的治疗方法。目前全美有超过1100万人已经诊断出患有COPD,全世界的患者数量估计达到 6500万

研究香烟烟雾对肺细胞的影响是一个棘手的任务。在培养皿中培养细胞并在它们上面吸烟不能很好地起作用,因为该设置无法模拟真实肺部细胞每一次呼吸的动态环境。在实验室小鼠身上测试也存在偏差,因为这些啮齿动物只通过他们的鼻子呼吸。这意味着研究人员可以让实验室的鼠笼子里填充满烟雾,小鼠们顶多被动吸收,但是它们无法像人类一样潇洒的“嘬”一口烟。

吸烟机可以自己点燃香烟,然后使用“微呼吸器”模拟人体的呼吸节奏。为了实现不同类型的吸烟行为,研究人员可以对机器进行编程从而控制“呼吸”的快慢和深浅。

在公开实验中,科学家从健康人和COPD患者中吸取肺细胞,以观察香烟烟雾对每组的影响。该技术可以帮助科学家更好地了解COPD患者肺细胞中发生了什么,有助于完善COPD的病理学理论;同时吸烟机器人还可以作为测试新药物的平台。

图中烟流入芯片上的“肺部”,小的塑料部件连接上一个微小的通道,通道内排列有人类肺部的气管上皮细胞。

吸烟机器人还能帮助科研人员探究电子香烟对人体的危害程度。一直以来关于电子香烟的健康影响有很多争论,因为培养皿和实验室老鼠的肺细胞无法证实电子烟无害。

早些时候,研究小组推出了3D打印心脏芯片,内置传感器来测量心脏跳动时细胞的收缩强度。威斯研究所目前正在往芯片上集成更多的人体器官,别担心,他们可不搞什么内脏全席。所有这些组件都是构建“人体芯片”的宏伟计划的一部分,最终将会有10个器官芯片连接在一起模拟整个人体。

编辑:段竞宇

参考:http://spectrum.ieee.org/the-human-os/biomedical/bionics/cigarette-smoking-robot-may-enable-better-research-on-lung-disease

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