Human-on-a-chip

Human-on-a-chipとは単体の組織・臓器の機能ではなく、人体の生体システム全体を再現することを目的としてチップ上に構成された人体の機能を持つ素子の集合体。

概要 
Organ-on-a-chipの集合体で、チップ上に半導体製造で培われた微細加工技術を駆使して微細な流路を形成してその上に肺、心臓、腎臓、小腸等の各臓器の細胞を培養する。

腸，肝臓，癌細胞を培養したマイクロチャンバー同士をマイクロ流路で縦列につないだ素子を用いると経口投与薬の体内動態を考慮したドラッグスクリーニングが可能であることが報告されている。

ハーバード大学の生体を再現するための材料やデバイスの開発を目指すヴィース生体工学研究所ではアメリカ食品医薬品局（FDA）と国立衛生研究所（NIH）の巨額の研究費が投じられ、動物実験に代わるヒト細胞のチップを用いた医薬品評価を実現するプロジェクトの一環として肺チップや小腸チップ等の各種の臓器チップの開発が進められる。

従来の人工臓器では再現できなかった臓器の機能を再現する事が可能で感染症等の疾病をチップ上に再現する事で実際に極めて近い状態で、実時間観察が可能となる。

関連項目 
 微小流体素子
 Micro-TAS
 Lab-on-a-chip
 マイクロリアクター
 人工臓器

出典

文献 
 藤井輝夫. "「マイクロ・ナノデバイス技術による生命科学の新展開」." 生産研究 59.4 (2007): 377-380.
 Khetani, Salman R., and Sangeeta N. Bhatia. "Engineering tissues for in vitro applications." Current opinion in biotechnology 17.5 (2006): 524-531.Khetani, Salman R., and Sangeeta N. Bhatia. "Engineering tissues for in vitro applications." Current opinion in biotechnology 17.5 (2006): 524-531.
 Khetani, Salman R., and Sangeeta N. Bhatia. "Microscale culture of human liver cells for drug development." Nature biotechnology 26.1 (2008): 120-126.
 D. Huh, B. D. Matthews, A. Mammoto, M. Montoya-Zavala, H. Yuan Hsin, D. E. Ingber,“Reconstituting organ-level lung functions on a chip” Science 328, 1662-1668 (2010)
 Sung, Jong Hwan, Carrie Kam, and Michael L. Shuler. "A microfluidic device for a pharmacokinetic–pharmacodynamic (PK–PD) model on a chip." Lab on a Chip 10.4 (2010): 446-455.
 Sonntag, Frank, et al. "Design and prototyping of a chip-based multi-micro-organoid culture system for substance testing, predictive to human (substance) exposure." Journal of biotechnology 148.1 (2010): 70-75.
 Baker, Monya. "Tissue models: a living system on a chip." Nature 471.7340 (2011): 661-665.
 Stucki, Andreas O., et al. "A lung-on-a-chip array with an integrated bio-inspired respiration mechanism." Lab on a chip 15.5 (2015): 1302-1310.

外部リンク 
 「臓器チップ」がもたらす未来
 

人工臓器
マイクロ流体力学
バイオテクノロジー