我校黄棣教授团队在《Nano-Micro Letters》上发表器官芯片领域最新成果

近日，我校人工智能学院黄棣教授团队与香港中文大学李中教授团队在国际顶级期刊《Nano-Micro Letters》（SCI一区，IF 36.3）发表了题为“Next-Generation Joint-on-a-Chip: Toward Precision Mechanical Control in Multi-Tissue Systems”的最新成果。该论文的第一署名单位为太原理工大学，人工智能学院硕士研究生吕振军为第一作者，我校黄棣教授、兰伟伟副教授和香港中文大学李中教授为共同通讯作者。

图1. JoC技术中关节微环境模型

论文聚焦关节体外模型的创新构建，提出了新一代“关节器官芯片”（Joint-on-a-Chip，JoC）概念，能够高效、低成本地模拟关节的生理与病理活动，特别是在多组织培养协同精确机械刺激方面取得了重要突破。论文系统分析了软骨、软骨下骨及滑膜等关节关键组织的结构与功能，明确了关节芯片需复现的微环境特征，并展示了实现多组织共培养与特定力学刺激的无缝整合的JoC原型概念方案。该研究旨在为高性能体外关节模型的构建提供新方法，推动骨关节炎疾病机制研究和药物开发。

本论文的创新点在于首次系统提出了整合多组织共培养与精准力学调控的关节芯片设计框架，为模拟真实关节微环境提供了新思路。该技术有望突破传统模型的局限，推动骨关节炎等疾病的机制解析与药物筛选进程，为未来个性化医疗和再生医学研究奠定基础。

该工作得到了太原理工大学陈维毅教授的指导和支持，太原理工大学人工智能学院博士生张秀梅、硕士生柴玉威，山西医科大学李璐教授、魏俊超讲师等参与了该项工作，工作得到了国家自然科学基金、山西省杰青项目、三晋英才山西省科技创新团队等经费支持。

论文链接：https://doi.org/10.1007/s40820-025-02031-5