韩国标准科学研究院 (KRISS) 开发出全球首个能够准确评估纳米材料对人体毒性的类器官培养方法。该项新技术克服了传统培养方法的局限性，有望推动基于类器官的纳米材料和纳米药物安全性评估的商业化。

类器官是将人体干细胞在体外培养而形成的器官的微型化版本。由于类器官能有效模拟人体，因此作为替代动物试验的新一代毒性评估手段而备受关注;然而，由于培养方法的限制，类器官也存在难以标准化的缺点。

传统的类器官培养方法是将细胞包埋在细胞外基质中，使其凝固成圆顶状，形成三维结构，再加入培养基进行培养，但该方法中，细胞外基质圆顶的厚度在中心和边缘处不均匀，造成氧气供应不平衡。

因此，类器官无法均匀生长，而是像气泡一样聚集在穹顶内，难以分裂。最大的问题是纳米材料无法渗透到穹顶内，因此无法准确确认它们对类器官的影响。

在新开发的类器官培养方法中，将细胞外基质直接与培养液混合，以漂浮的方式培养类器官。

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使用反射暗视野显微镜实时成像不同培养方法中细胞对金纳米粒子进入类器官的过程。图片来源：韩国标准与科学研究院 (KRISS)

该方法适合商业化，因为可以生产出尺寸相对均匀的类器官，并且很容易分成相同数量。均匀的制备和分割是必要的，因为在实际的工业现场，每个容器中最多放入 1,000 个类器官，同时测试它们对纳米材料的反应，从而进行高通量筛选。

新方法的另一大优势在于，与传统培养方法不同，由于没有细胞外基质穹顶，每种纳米材料都可以到达类器官。纳米材料的渗透率与目前工业现场使用的二维细胞模型相同。新开发的培养方法是世界上第一个可以确认纳米材料渗透到类器官中的培养方法。

KRISS纳米生物测定组首先采用常规方法培养类器官三天，去除细胞外基质穹窿后，在与细胞外基质以5%(v/v)浓度混合的培养液中对类器官进行漂浮培养，以测试纳米材料的毒性。

用对肝脏有毒的氧化锌纳米粒子 (ZnO NPs) 和无毒的金纳米粒子 (AuNPs) 处理类器官。与传统方法相比，比较结果表明可以准确观察到每种材料的毒性。

KRISS 高级研究员 Ahruem Baek 表示：“基于我们的研究成果，我们将使用类器官建立标准的纳米材料和纳米药物安全评估程序，为韩国纳米产业的发展做出贡献。”

该研究结果可能利用类器官对纳米材料和纳米药物进行快速准确的安全性评估，有助于纳米材料在各个战略技术领域的安全使用。

KRISS纳米安全计量中心负责人李泰杰表示：“随着食品药品安全部和美国FDA要求的动物替代测试的需求不断增长，我们通过与医院的融合合作研究，开发出世界上第一种基于类器官的纳米材料安全评估技术，这是非常有意义的。”

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