王小雪，李 飞∗

(1. 中国空间技术研究院航天神舟生物科技集团有限公司， 北京100080； 2. 中国航天科技集团有限公司空间生物工程研究中心， 北京100080； 3. 北京市空间生物工程技术研究中心， 北京100080)

1 引言

长期空间环境暴露可显著增加航天员的健康风险。 航天员在空间微重力和封闭环境下会出现多生理系统的加速老化症状。 导致这些症状的原因是重力缺乏、辐射过量等多种复杂空间环境因素。 这些因素对航天员健康影响是多方面的，包括但不限于：运动功能影响，如下肢肌肉萎缩，创伤后骨关节炎几率增加等现象；心血管健康危害，如心脏功能减低、血脑屏障完整性被破坏等；免疫功能损伤，增加肺部感染几率，增加航天员结肠炎易感性等。 因此深入研究航天员在轨生理病理功能变化，完善预防和治疗方案，是保障航天员健康的重要手段。 但是，空间实验条件存在局限性，对航天员自身进行在轨多器官水平的研究非常困难，而地面研究又缺乏空间环境的特殊性。 因此，目前关于空间环境对健康影响的机制研究多采用细胞和动物模型。 但细胞模型从功能、结构上缺乏人体器官的复杂性，不能真实模拟组织环境；而动物模型由于种属差异，缺乏人体内某些关键的酶或分子通路，可能影响空间医药实验结果的准确性。

器官芯片(Organ-on-chips)是一种基于微流控技术模拟人体器官的复杂微结构、微生理功能的仿生系统，也叫组织芯片(Tissue Chips)或微生理系统(Microphysiological Systems)。 开发器官芯片的初衷是在体外构建接近生理功能的器官组织结构，用于为药物临床前功效和毒性研究提供合理有效的替代方法。……