文章來源公眾號：實驗老司機            作者：實驗老司機

類器官——這種細胞三維聚集體，由干細胞在體外定向誘導產(chǎn)生，它就像簡化版的“微型器官”，能模擬對應器官的結(jié)構(gòu)，或者生理功能，是近年來的熱門研究工具。

類器官的體積一般為幾百微米，有的可達毫米級別，但想要它再長大一點，就不可能了。

原因很多，比如，細胞老化。

類器官是由干細胞分化產(chǎn)生的，在體外培養(yǎng)時，干細胞會逐漸累積衰老損傷，培養(yǎng)一段時間后，它就老化，停止增殖了。

再比如，功能協(xié)調(diào)。雖然類器官是三維的細胞聚集體，但沒有層級結(jié)構(gòu)。例如腸道類器官，雖然能形成“隱窩-絨毛”結(jié)構(gòu)，但因為只有一種細胞，沒有辦法實現(xiàn)體內(nèi)不同細胞之間的配合和調(diào)節(jié)。

最核心的一點，就是微環(huán)境。

體內(nèi)的器官之所以能長得這么大，非常依賴血管網(wǎng)絡的精準營養(yǎng)配送。但類器官沒有這個網(wǎng)絡，只能依賴被動擴散獲取養(yǎng)分。

例如，葡萄糖和氧氣在組織內(nèi)的有效擴散距離大約就是幾百微米，這相當于兩三根頭發(fā)那么粗。所以類器官的體積超出這個范圍后，核心區(qū)域的細胞必然缺氧又缺營養(yǎng)。

這相當于從物理層面鎖死了它的體積上限。

要突破，就需要進一步模擬體內(nèi)環(huán)境，比如，將類器官和血管內(nèi)皮細胞共培養(yǎng)，誘導類器官血管化；用微流控芯片模擬體內(nèi)流體環(huán)境；用特制的壓差培養(yǎng)箱，制造動態(tài)的壓強，模擬血管網(wǎng)絡給類器官輸送營養(yǎng)。

這三種方法中，使用壓差培養(yǎng)箱是比較容易上手和可控的。通過調(diào)整壓強大小、動態(tài)間隙，就可以實現(xiàn)每分鐘0-60次、0-3kpa的動態(tài)壓強。

這個范圍內(nèi)的條件基本覆蓋了人體多數(shù)軟組織的生理壓強范圍，比如組織間隙的壓強約1-3kPa，毛細血管內(nèi)壓約1.3-4kPa。

而動態(tài)頻次則對應人體的多種周期性機械信號，例如呼吸頻率，大約12-20次/分，靜息心跳，大約60次/分，胃腸蠕動約0-10次/分等。

在這種動態(tài)壓強的持續(xù)刺激下，類器官獲取營養(yǎng)和氧氣的能力會提高，存活時間可延長、體積上限也能獲得突破。​