这项即将在生物材料研究中发表的研究已经作为预印本在网上提供，由悉尼大学的Huyen Phan博士与来自澳大利亚、韩国和中国的合作者共同领导。
实验室制作的肺部，即器官或微器官，是从人类原始细胞培育而成的3D结构，可以模拟身体内实际器官。它们可以作为生物医学研究的测试基地。
高级作者沃伊切克·克拉纳佐夫斯基教授是悉尼大学药学院纳米医学教授、医学院教师及查尔斯·佩金斯中心成员，他表示：“这项工作非常重要，因为我们将能够减少医学研究中动物的数量，并加快发现新药物或治疗疾病的创新策略。
“我们决定建立两种不同的肺部模型，其中一个模拟了一期临床试验；即健康肺用于研究新药的安全性。另一个模拟了二期试验；一个患病的肺，在我们的情况下反映了慢性阻塞性肺疾病，使我们能够研究药物的治疗有效性或优越性。
“我们直接从患者身上提取细胞，然后按照它们在身体内的存在方式进行分层构建。所以，首先有上皮细胞，然后是成纤维细胞——我们实际上正在创造一个非常像真实人类肺的器官模拟。”
克拉纳佐夫斯基教授表示，论文中描述的模型比传统模型更准确，独特之处在于能够模拟人类肺的环境条件。现在，阿斯利康和美国食品药品监督管理局正在使用类似的模型。
“在传统的细胞培养中，你将细胞放入培养皿中，在静态条件下培养它们，这与人体中发生的情况相距甚远。我们正在创造类似于人体的环境条件，”Phan博士说道。
“在肺部的微环境条件下培养和维持我们的模型，一侧为空气，底部为液体界面，同时结合微循环，这是我们的循环系统或血液。”
“这两个元素的结合有助于模拟肺部的条件，使其更加准确。”
肺部模型的用途不仅限于药物发现。它们还可以根据个体患者进行个性化，并用于测试肺部的一系列反应。
克拉纳佐夫斯基教授表示，肺部模型可能会对基础科学产生重大影响，有助于发现不同器官的功能以及设计最有效的治疗策略。
研究人员表示，他们模型的巨大优势在于其可重现性、可靠性以及以较大规模以成本效益方式进行研究的能力。
“它们加快了发现过程，缩短了进入临床过程的时间，但也大大增加了我们在进行临床试验之前对所创造的分子的信心，”克拉纳佐夫斯基教授说。
“一种药物进行临床转换的正常时间表约为10至15年，但当你使用器官模型时，你可以大大缩短这段时间。”
开发这些肺部模型使澳大利亚处于微器官研究的前沿，克拉纳佐夫斯基教授表示，他一直呼吁建立一个全国性的医疗研究替代动物方法中心。
2020年，澳大利亚禁止了对动物进行化妆品测试，去年，美国通过立法取消了对新药物进行动物实验的要求。
