半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的芯片概念開始應(yīng)用到生技醫(yī)療領(lǐng)域,，其中“器官芯片”將逐漸取代動物實驗,，長遠目標是針對不同病患量身訂制藥物，達到精準醫(yī)療目的,。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)單芯片（System on Chip,， SoC）,，是把多樣功能整合成在一顆芯片里，再透過硅來移動電子,，進而使系統(tǒng)運作,，讓電子產(chǎn)品發(fā)揮功能。 然這里所指的“器官芯片”（Organs-on-chips）,，則是將微量的化學(xué)物質(zhì)或微生物送到模仿完整器官（如肺臟,、心臟等）結(jié)構(gòu)和功能的單元芯片，仿真出相同化學(xué)物質(zhì)放到真實人類器官中,，所可能會發(fā)生的狀況,。

換句話說，器官芯片不是創(chuàng)造人類整個完整器官,，而是仿真人體器官中的最小功能單元,，實現(xiàn)藥物或化學(xué)物質(zhì)在非活體環(huán)境（in vitro）中，研究活體環(huán)境（in vivo）的交互反應(yīng),，用來了解,、評估疾病、藥物、化學(xué)物質(zhì)與食物等對人類影響的3D芯片裝置,。

2015年英國年度設(shè)計獎,，不是頒給谷歌的無人車，也不是清除海洋塑料計劃,，而是頒給美國哈佛大學(xué)韋斯生物啟發(fā)工程研究所的器官芯片,；這是英國年度設(shè)計獎，首度由醫(yī)學(xué)領(lǐng)域獲得大獎,。 現(xiàn)代美術(shù)館（MoMA）也將器官芯片納為永久收藏,。

動物實驗成效未必適用人體

以韋斯生物得獎作品為例，就是仿真人類肺臟的器官芯片,。 韋斯生物將半導(dǎo)體芯片的概念導(dǎo)入,，將活的人體器官細胞植入芯片，使芯片可以仿真細胞在人體內(nèi)的環(huán)境,。 其芯片的主要架構(gòu),，是在槽道中設(shè)置三個并列的流體信道，兩邊的信道是真空信道,，中間的信道則是植入細胞的信道,。

為了仿真肺臟構(gòu)造，韋斯生物在中間信道的正中間放置一層布滿小孔的生物薄膜,，并在薄膜上鋪滿一層肺泡細胞,，薄膜的另一面鋪滿血管細胞。 因此,，薄膜上面可以流通空氣,，下面可以流通血液。

另外,，兩側(cè)的真空信道也設(shè)計成可收縮的結(jié)構(gòu),，可以同時帶動中間的信道一同收縮，于是肺泡細胞也跟著收縮,，再將空氣與血液導(dǎo)入芯片,，就可仿真正常肺臟運行環(huán)境。 同樣地,，如果要仿真肺臟感染或?qū)μ厥馕镔|(zhì)的反應(yīng),，只要將病毒、養(yǎng)分,、細胞或相關(guān)物質(zhì)導(dǎo)入器官芯片,，即可透過顯微鏡“看到”接下來可能發(fā)生的變化。

德國康斯坦茨大學(xué)毒理學(xué)教授Marcel Leist曾說：“人類絕對不等于70公斤的老鼠,。 ”一語道出傳統(tǒng)臨床實驗中的關(guān)鍵問題,。

因為人類與動物的生理結(jié)構(gòu)不同，為了實驗需求，常將人類獨有的癌細胞或其他病原,，移植到老鼠,、兔子或是猴子身上；問題是,，即使在動物實驗階段結(jié)果良好,，也無法保證轉(zhuǎn)換到人類身上時，同樣安全或同樣有效果,。 據(jù)統(tǒng)計,，至少30％藥物分子沒有機會上市，就是因為毒性或人體肝臟無法代謝,；這也是很多藥無法通過臨床一期（確認毒性）或臨床二期（確定劑量及效性）的原因,。