Bằng cách sử dụng phổi người và các tế bào mạch máu, các nhà nghiên cứu từ viện kỹ thuật sinh học Wyss thuộc đại học Harvard đã tạo ra một thiết bị được lắp trên một vi mạch có khả năng mô phỏng một lá phổi sống thực sự. Với kích thước chỉ bằng một cục tẩy và trong suốt, các nhà nghiên cứu có thể theo dõi quá trình hoạt động bên trong vốn vẫn là một điều không dễ để thực hiện với một lá phổi thật. Nhóm phát triển cho biết, thiết bị sẽ được sử dụng để kiểm nghiệm hoạt động hô hấp của phổi khi bị chất độc ngoài môi trường tác động, các liệu pháp chữa trị và các loại thuốc mới. Nếu sử dụng các mô hình thông thường thì chi phí thử nghiệm có thể lên đến 2 triệu USD.

Trong lá phổi chúng ta, oxy truyền qua một lớp màng tế bào mỏng để đi vào dòng máu. Chiếc màng này bao gồm một lớp tế bào phổi bên trong, một ma trận thẩm thấu ở giữa và các tế bào mao mạch ở bên ngoài. Không chỉ đảm nhiệm việc lấy oxy trong không khí, lớp màng còn đóng vai trò nhận biết các chất độc ngoài môi trường và kích hoạt phản ứng miễn dịch. Thiết bị được nhóm nghiên cứu chế tạo có tên gọi phổi trên chip (lung-on-a-chip) sẽ mô phỏng lớp màng này. Cấu tạo của thiết bị bao gồm một ma trận phức tạp với bề mặt rỗ bằng cao su, một mặt gồm các tế bào phổi và mặt còn lại gồm các tế bào mạch máu. Một chất lỏng làm môi trường nuôi cấy mô sẽ chảy qua một rãnh trên mặt các tế bào mạch máu (rãnh tế bào máu) nhằm mô phỏng dòng máu. Bên cạnh đó, một lực hút chân không sẽ hút không khí đi vào/ra khỏi một rãnh khác trên mặt tế bào phổi (rãnh khí) để mô phỏng quá trình co/dãn của túi khí phổi. Để kiểm tra, các nhà nghiên cứu đưa vi khuẩn E.coli vào mặt chứa các tế bào phổi, trong khi đó, họ thêm bạch cầu vào dòng chất lỏng trên mặt còn lại. Các tế bào phổi đã phát hiện vi khuẩn E.coli và hoạt hóa các tế bào mạch máu xuyên qua màng. Sau đó, phản ứng miễn dịch diễn ra, bạch cầu sẽ được huy động để tiêu diệt vi khuẩn E.coli. Trong một thí nghiệm khác, nhóm nghiên cứu đưa vào rãnh khí nhiều hạt nano khác nhau. Một số hạt đi vào tế bào phổi và khiến tế bào phổi sản xuất dư thừa các gốc tự do (chất oxy hóa) trong khi một số hạt khác đi xuyên qua màng vào rãnh tế bào máu. Kết quả là hoạt động cơ học của quá trình hô hấp đã gai tăng sự hấp thụ các hạt nano. Được biết, các nhà khoa học của Havard đang tiếp tục nghiên cứu nhằm chứng minh khả năng tái tạo sự trao đổi khí giữa tế bào phổi và dòng máu. Ngoài ra, họ cũng tìm cách chế tạo các cơ quan trên chip khác để kết nối chúng vào trái tim nhân tạo đã được phát triển. Nguồn: Gizmag