一枚器官晶片背後的“創”與“智”

 

2018年4月2日，中國東南大學生物科學與醫學工程學院趙遠錦教授在進行“心臟晶片”的後續研究。新華社記者孫參攝

 

在位於蘇州高新區太湖科學城功能片區的東南大學蘇州醫療器械研究院，記者看到兩種規格的器官晶片，分別只有U盤和硬碟大小。它們由高分子材料構成，裏麵包含很多“小通道”和“小房間”，如同透明的微型迷宮。像這樣大小的器官晶片中，可以構建出幾十個乃至上百個迷你人體器官。

 

“薄薄的一片巴掌大小材料，可以模擬人體器官，代替每年因實驗而‘犧牲’的數以億計的動物，在生命科學、制藥化工、航空航天等領域為人類科學發展做出貢獻。”東南大學蘇州醫療器械研究院院長顧忠澤介紹。

 

形成新質生産力，發展未來産業是關鍵。作為一項變革性生物醫學技術，器官晶片曾被世界經濟論壇列為十大新興技術之一。在這個具有顛覆性意義的技術領域，中國科研人員不斷攻克關鍵核心技術，在國際競技場上展現中國智慧。

 

顧忠澤介紹，借助微加工、3D列印、納米自組裝等技術，“蓋”出模擬人體環境的“房子”，再往裏面按程式化輸入相關細胞，就能“長”出對應器官，並獲得具有“生物活體”的器官晶片。

 

近期，2023年度中國生命科學十大進展公佈，由顧忠澤領銜的項目“人體器官晶片及多模態精準測量方法構建”入選。

 

顧忠澤説，科研團隊攻克生物力測量、功能圖像分析、高倣真體外微環境構建、片上傳感分析等關鍵核心技術，取得多項國內外領先成果，包括在國際上首開太空人工血管組織晶片研究先河等。

 

生物醫藥産業事關國計民生，是發展新質生産力的重要領域。國家發展改革委印發的《“十四五”生物經濟發展規劃》將“面向人民生命健康的生物醫藥”作為生物經濟四大重點領域之一。

 

 

2018年4月2日，東南大學向社會通報，該校生物醫學工程學院生物電子學國家重點實驗室趙遠錦教授課題組，最新研發出一種可變色的“心臟晶片”。新華社記者孫參攝

 

器官晶片是生物醫藥産業發展的生動縮影。當前，蘇州生物醫藥産業進入加速增長的爆發期，新藥研發、高端醫療器械、生物技術及新興療法等重點産業集群快速崛起，集聚生物醫藥企業3800多家，2023年實現産值2100多億元。

 

眼下的蘇州，生物醫藥産業創新集群蓬勃發展，産業鏈與創新鏈深度融合，內生創新動力進一步增強，産業基礎高級化、産業體系現代化圖景愈加清晰。

 

“器官晶片不是單一、孤立的科研成果，而是由諸如幹細胞科學、生物材料工程、納米加工技術等多領域前沿技術交叉集成而來。”東南大學蘇州醫療器械研究院院長助理陳早早解釋説，器官晶片不僅是生物醫學的突破，更是多學科集成創新的結晶。

 

發展新質生産力，重在創新生産要素配置方式，發揮市場在資源配置中的決定性作用，為未來産業培育營造良好發展環境。

 

為引導生物醫藥和大健康産業集聚發展，蘇州設立總規模50億元的蘇創生物醫藥大健康創業投資基金，旨在通過股權投資和招投聯動方式，為生物醫藥大健康領域早期優質項目和領軍人才項目加碼賦能。

 

蘇州還推動建設創新聯合體，鼓勵生物醫藥龍頭企業牽頭，會同行業企業、知名大學、科研機構、海外離岸創新中心、科技服務機構和金融機構等，自願組建創新聯合體。

 

細胞培養一次性反應袋是單抗生産的關鍵設備，過去長期依賴進口。信達生物制藥（蘇州）有限公司與材料科學姑蘇實驗室聯合研發，通過改進膜材料與結構攻克反應袋關鍵材料製備難題，産品在信達生物成功應用後，面向全行業大規模推廣。

 

在中國，器官晶片産業發展主要依託企業、高校、醫院、研究機構等創新資源的技術合作與成果轉化，産業集聚區覆蓋珠三角、長三角及北京等地。

 

根據統計，2022年中國的人體器官晶片市場規模約0.05億美元，佔全球的5.69%，預計2023年市場規模將達0.13億美元，佔全球的10.8%。

 

在備受矚目的器官晶片領域，處於國內領先地位的蘇州已完成器官晶片體系全鏈條建設，攻克了類器官生成和培養、功能性細胞外支架材料、組織微器官三維成像和精準測量等多項核心技術壁壘。

 

顧忠澤介紹，未來科研團隊將開發高倣真體外人源化生理、病理模型，通過這項前瞻性技術，推動中國藥物創制和精準診療行業彎道超車。（劉巍巍）