Создание любого лекарства — чрезвычайно сложный и дорогостоящий процесс. Фармацевтические компании тратят на это миллиарды долларов, при этом лишь 14% (статистика США) протестированных препаратов получают одобрение FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов). Будущие лекарства тестируют сначала на культурах клеток, затем — на животных. Использование животных в так называемых доклинических исследованиях — это очень сложный этический вопрос вследствие страдания и гибели сотен тысяч крыс, мышей, кроликов. Кроме того, организм животных и человека различен: известно немало случаев, когда лекарства, успешно прошедшие испытания на животных, оказывались опасными для людей. Вспомним хотя бы историю талидомида — успокаивающего и снотворного средства, безопасного для беременных женщин. В испытаниях на животных токсичности талидомид не показал, и эти данные оказались роковыми: в результате его использования тысячи детей (1957-1962 гг.) появились на свет с многочисленными пороками развития.
Около 10 лет назад появилась идея создания органа-на-чипе. Орган-на-чипе – это миниатюрная "визитная карточка" органа. Такой орган помещается в ладони, содержит человеческие клетки (созданы из стволовых клеток!), соединенные каналами, похожими на сеть сосудов. Чип ставят в специальный биореактор, который работает как помпа и контролирует циркуляцию жидкости по искусственным сосудам. Причем многие реакторы полностью моделирует кровоток, имитируя колебания давления в сосудах чипа — подают жидкость порциями, как это делает сердце. Ритм подачи также соответствует сердечному. Раствор нагревают до естественной температуры тела, добавляют в него газ, поэтому жидкость в сосудах не только циркулирует, но и "дышит", как это происходит в живом организме. Органы-на-чипе помогают сократить использование животных для исследований токсичности лекарств. Уже известны и изучаются модели микрососудов, легкого, почки, кишечника, печени, а также их комбинаций. Важным фактором в пользу работы с «органами-на-чипе» является возможность персонализации лекарств. Побочные эффекты и эффективность лекарства может зависеть от генетики, возраста, образа жизни и других показателей конкретного пациента. Миниатюрный «орган» этого конкретного человека позволит понять, как препарат будет воздействовать именно на него. Учёные отмечают, что одним из главных применений системы станет проверка иммунотерапевтических препаратов: результаты их тестирования на животных очень сложно перевести на человека. Это позволит эффективнее подбирать препараты, в том числе и химиотерапевтические для уничтожения опухолей.
