十七年前，细胞生物学家Donald Ingber及其在Harvard大学Wyss研究所的团队向Science提交了一项模拟人类肺部的研究。比USB闪存盘还小的透明聚合物板上设有狭窄通道，其中包含覆盖肺泡和血管内壁的细胞。泵入空气后，该系统有节律地扩张和收缩，进行“呼吸”。与此前的静态模型不同，它能够模拟肺部运动；对炎症蛋白、细菌和二氧化硅纳米颗粒的反应也与活体肺部相似。研究还发现，运动会影响组织对颗粒的吸收。
研究表明，这一系统可在药物和化学品测试中补充组织培养或动物实验，甚至可能成为其替代方案。Science编辑拒绝了这项研究，并要求进行小鼠试验。团队完成实验后，于一年后的2010年再次提交并发表了研究；该研究已被约5,400篇论文引用。
TissUse高管Ilka Maschmeyer表示，一家制药公司因提交的是动物数据，未能获得FDA的临床试验许可，并被要求提供器官芯片数据。这类替代方案被称为NAMs：
- 新方法学
- 新型替代方法
- 非动物方法
Maschmeyer指出，这类方法目前仍很少使用，但预计使用量将增加。NAM的标准化，以及与动物实验进行直接比较，均是主要挑战。
为何重要
这一进展使药物开发中哪些数据能被监管机构接受的问题，不再仅仅是实验室技术问题，而是成为试验流程的核心。器官芯片模型在评估人体组织对运动和环境影响的反应方面，有望突破仅依靠静态细胞培养进行测试的局限。因此，这一议题不仅涉及药物和化学品安全，也关系到研究人员、制药公司和监管机构。然而，由于NAM的应用仍然有限，而且相关方法存在标准化问题，NAM将在多大程度上取代动物实验仍是一个悬而未决的问题。该领域的核心问题是，不同实验室获得的结果能否按照统一标准，变得可与动物数据直接比较。