編譯 小西愛吃糖
2016十大新興科技是由世界經濟論壇評選，新興科技元委員會編撰，其中包括先進科技推廣成員《科學美國人》雜志主編Mariette DiChristina。我們相信這十大科技有能力改善我們的生活質量，實現行業轉化并保衛我們的星球。十大科技清單也提供了一個機會，讓我們可以在這些技術未被廣泛采納前，就可能的人文，社會，經濟和環境風險問題展開討論。
微型模擬讓科學家用以前不可能的方式研究生理機制和行為，為藥物發展創造機會。
在好萊塢的特效商店外，你不會看見飄在生物實驗室里的活人器官。撇開所有在人體外維系器官的技術難題，完整的器官對于移植如此珍貴，以至于不會用于實驗。但是很多重要的生物研究和藥物測試只有在器官運作時研究器官才有用。一項新技術可以通過在芯片上培育微型的人體器官的功能部分滿足這個需要。
2010年，來自哈佛大學維斯研究所的Donald Ingber 開發了首個芯片肺。私立機構很快就著手研究，Emulate生物技術公司和Ingber領導的維斯研究所小組，組成行業以及政府研究人員合作關系的還包括美國國防部先進項目研究局。現在，不同團隊都已匯報研制成功的微型模型有肺，肝，腎，心，骨髓以及眼角膜。其他器官還在不斷研制出來。
每個芯片器官大概是USB閃存的尺寸，用一種彈性半透明聚合物材料制作。微流管道直徑還不到1毫米，襯有目標器官里提取的人體細胞，根據芯片內的復雜模式運行。當養分，血液和測試合成物諸如實驗藥物被泵進管道，細胞就會復制活體器官的一些重要功能。
芯片的內部可以用來模擬器官組織的特定結構，比如肺里的氣泡。管道里的空氣可以精確地模擬人體呼吸。同時，含有細菌的血液從其他管道泵入，科學家就可以觀察細胞如何應對感染，所有這些對人都毫無風險。該技術允許科學家看到前所未見的生物機制和生理行為。
芯片器官也將推動公司的新藥開發。他們模仿人體器官的能力允許對候選藥物的更真實和精確的測試。比如說，去年就有一個團隊使用芯片模仿內分泌腺分泌荷爾蒙進入血液以此對一種糖尿病藥做決定性測試。
其他團隊正在探索芯片器官在個人定制藥物方面的使用。原則上說，這些芯片器官可以用從病人自身的干細胞構建，然后可以測試找到更容易成功的適合的個人療法。
我們有理由期望微型器官可以大大減少制藥行業對于實驗藥物進行動物測試的依賴。每年這種測試要犧牲上百萬的動物，這一行為也引起的激烈的爭議。除了倫理方面，大量浪費動物的測試對理解人體對同一藥物如何反應很少提供可靠幫助。而對微型人體器官的測試可能效果更好。
軍方和生物防御研究人員看到芯片器官的潛力可以用另一種方式救人。模擬肺，以及其他類似設備，可以實現今后的生化武器和輻射武器測試。現在，由于顯而易見的倫理原因還不能實現。
