在2010年，来自Wyss研究所的DonaldIngber研制出了一种肺芯片，首次在芯片实现了这种技术。于是各机构纷纷投身该技术的研发，以Ingber与Wyss研究所的其他研究人员为领头人，科研人员与工业界以及政府达成合作关系，包括美国国防部高级研究计划局，为此投入了7500万美元。截至目前，已经有多家媒体报道过肺、肝、肾、心脏、骨髓和角膜被成功制成微型模型的新闻。
器官芯片的工作原理
Wyss研究所采用制作计算机芯片的技术，将活的人体器官细胞植入到芯片中，同时芯片可以模拟细胞在人体内的环境。一个器官芯片的体积与一个闪盘相当，由柔性的半透明聚合物制成。在芯片的槽道中有三个并列的流体通道，两边的通道是真空通道，中间的通道是植入细胞的通道。直径小于一毫米的通道与从人体器官上提取的细胞相连，可以在芯片内复杂的管道中流动。当营养物质、血液、需要测试的化合物，如实验性药物从微流管中泵入时，这些器官的细胞能复制一些活体器官的关键功能。
在中间通道的正中间有一层有透性的生物膜，薄膜上布满小孔。在薄膜的上面铺满一层肺细胞，薄膜的另一面铺满血管细胞。因此，薄膜上面可以流通空气，下面可以流通血液。另外，两侧的真空通道可以收缩，同时带动中间的通道一同收缩，于是肺细胞也跟着收缩，这就模拟了人体肺泡在呼吸过程中的收缩生理过程。同样的，血液中的细菌也可以从通道进入，科学家们就可以观察到细胞在细菌感染后的免疫反应，这些实验对人体都不会造成任何风险。因此，这项技术可以让科学家们清楚的看到、了解在从前他们不曾亲眼见过的生物学机制和生理行为。
为医药研究带来新机遇
器官芯片的出现将推动新药研发。药企可以通过模拟人体器官的功能，去更加真实、精确的测试筛选药物。在2015年，就有一家公司使用芯片模仿内分泌细胞分泌激素到血液中的途径，并使用该内分泌细胞芯片对治疗糖尿病的药物进行了关键测试。还有一些团队正在探索如何在个性化医学上使用器官芯片。从原理上说来，患者自身细胞构建是可以用于这些芯片上的。对其进行测试，结果显示能够运行，因此器官芯片在个体化疗法方面很可能取得成功。
最后，我们有理由相信，器官芯片可以大大降低医药行业中药物实验对于实验动物的依赖性。全世界每年都有数以百万计的动物因为药物实验牺牲，在社会上引发着激烈的争论。除开伦理的考虑，研究人员已经证明实验动物的巨大浪费是因为很少有人能够在药物如何在人类体内反应提出可靠见解，因此需要通过大量重复的动物实验进行研究。在这方面，与在动物身上进行药物测试相比，通过器官芯片测试可能会取得更好的效果。
