陈颖 综述 付炜 审校

【提要】为了降低药物开发的成本，以及对心脏特定疾病的发生发展进行准确的临床预测并制订个性化的治疗方案，需要开发相关的体外试验平台。这个平台既要具备高度精确性，能模拟复杂的心脏微环境，又要保证操作简易、经济成本低廉，心脏芯片应运而生。心脏芯片利用其精细的结构，精确模拟体内环境，大大提升了体外试验平台的可靠程度，成为未来心脏组织工程领域最重要的发展方向之一。本文将对心脏芯片的基本组成及优化进行阐述。

近年来，心血管疾病已经成为危害国民健康的头号杀手。在过去的半个世纪中，大约20%的药物因心脏毒性召回，并且在药物开发过程中，因药物诱导的心脏毒性导致药物开发损耗占了很大比例。由于缺乏有效的体外检测方法准确评估药物对心脏的毒性作用，以及动物实验成本高昂，因此需要开发相关的体外平台，使之既能再现心脏组织水平的功能，促进组织发育、器官生理学和疾病病因学的研究［1］，又能在药物开发中，研究分子作用机制、毒性测试和生物标志物鉴定［2］，廉价且可靠地测试候选药物。

体外研究的核心是组织器官的建模。理想情况下，体外模型应具备高精度以及与天然组织的相似性，可以模拟复杂和动态的体内环境，同时易于操作、成本低廉。传统体外研究是建立在组织培养皿上，在静态条件下进行单层的细胞培养。然而，通过标准的细胞培养方法很难再现心脏生理和病理学的复杂性。……