器官芯片(OoC)系统是一种体外微流控模型,它比二维模型更精确地模拟整个组织的微观结构、功能和物理化学环境。尽管OOC仍处于婴儿期,但预计它将为无数应用带来突破性的好处,使更多与人类相关的候选药物疗效和毒性研究成为可能,并为人类疾病的机制提供更深入的见解。药物筛选中对器官芯片的需求增加,特别是在美国,北美研发计划的增加以及OOC关键参与者的增加预计将推动未来几年市场的增长。传统上,环境毒物对人类健康的不良影响是通过体外试验进行检测的。器官芯片(OOC)是一个新的平台,可以在体外分析(或3D细胞培养)和动物试验之间架起桥梁。微环境、物理和生化刺激以及适当的传感和生物传感系统可以集成到OOC设备中,以更好地再现体内组织和器guan的行为和代谢。虽然OOC已被研究用于药物毒性筛选,但其在环境毒理学分析中的应用却很少。器官芯片技术可用于评估创新药物分子的安全性及有效性法,且该方法具有快速、高通量和更接近生理相关性。动脉器官芯片常见问题

微流控器官芯片的微流体通道中可以包含各种各样的复杂组件,例如微泵系统,混合室,合成基质,传感器(可以集成到在线数据记录器中),阀门和可单独控制的气动管线。必须为多器官芯片MPS建立细胞交流的途径,这可能涉及可溶性因子或细胞跨基质迁移。可调的流速,MPS内和MPS外的混合和分布,以及可调节的氧合水平为研究人员优化细胞活力或提出实验性问题提供了高度的灵活性。微流控器官芯片这些紧凑且适应性强的系统背后是各种各样的设计和制造方法。计算机辅助设计工具用于生成微流体和微电子系统的数字3D设计,可以将其导入3D打印软件(也称为“叠加制造技术”)。组织工程支架的生产中存在多种3D打印方法。基于挤压的3D打印是一种成熟的方法,它使用逐层工艺直接沉积热塑性或热固性材料。相反,采用立体光刻技术来印刷整个微流体系统,并利用光和光反应性材料引起空间控制的光聚合。 人体类器官芯片现状器官芯片设备产生多层次的组织功能,这在传统的2D和3D培养系统中是不可行的。

在一项毒理学研究中证明了在单器官芯片中灌注肝细胞的价值,该研究捕获了一个已经明确的肝毒su的作用,并揭示了其类似物(以前被低估)毒性的新颖见解。代谢物以剂量依赖性方式形成,类似于患者用药过量的情况,白蛋白分泌和谷胱甘肽耗竭测量分别评估肝细胞功能和毒性。而研究人员意识到,由单一细胞类型组成的MPS并不能为所有代谢研究提供完整的解决方案。为了提供更紧密地反映体内肝脏微体系结构复杂性的器g样模型,已经使用多种细胞类型创建了共培养模型。
为什么关注器官芯片的人越来越多,比较大的原因是进入临床的药物有90%失败了,导致没上市。因为目前的临床前的传统的模型,比如2D培养或者动物实验,在预测药物毒性和有效性上不总是有效。标准方法,例如2D培养的细胞通常过度喂养,不能展示一种细胞的体内生理特征。有很多案例显示小鼠或其他动物模型在预测人对新药的反应方面很差。动物和人源数据可转化性的欠缺对药企来说是一个挑战。由于这些原因,新药的临床失败导致无法估计的损失。为了降低药物研发的成本,提高临床前筛选的可预测性非常重要,以创造失败越早失败地越便宜的场景,越早地去除无效的候选药物。把时间、人力和财力放到新的研究中。英国CN Bio的Physiomimix器官芯片正是基于实现此远大目标而应运而生。大多数现有的器官芯片模型侧重于单个功能单元的概念证明,而不可能并行测试多个实验刺激。

设计和制造单器官芯片和多器官芯片微物理系统(MPS)的先进器官芯片公司英国CN-Bio宣布,它已获得麻省理工学院(MIT)和美国东北大学(Northeastern University)的一种新型肠道微生物组建模工具GuMI的许可权。该技术计划于2023年投入商业应用,将集成到CN-Bio的PhysioMimix OOC单器官芯片和多器官芯片MPS系列中,使研究人员能够研究微生物组与肠道之间的直接相互作用,以及微生物组对肝脏和大脑等器g的更大的影响。研究人类微生物组及其对人类健康影响的能力是一个具有重大研究兴趣的领域,也是器官芯片技术的关键应用。 和传统的静态2D细胞培养的方式比较,器官芯片能提供细胞自我组装和生长的接近人体内的环境。肠道器官芯片发展前景
研究基金赠款的提供被视为器官芯片设备开发进展的关键驱动力,并对其全球市场增长产生积极影响。动脉器官芯片常见问题
器官芯片(OOC)模型可以作为单个系统或模拟器guan相互交流的连接单元存在。MPS建立通过传统二维实验使用的概念上,并包括改善生理相关性的设计特征。器官芯片模型和其他MPS的应用程序多种多样-就像它们的制造和设计方法一样。已为大多数组织类型开发了类器guan,器官芯片模型和其他MPS,并提供了前所未有的进行毒性测试,个性化药物以及PK/PD和疾病机制研究的机会。考虑到它们在药物开发中的重要性,已大力致力于开发吸收和代谢模型。英国CNBio的Physiomimix器官芯片正是基于实现此远大目标而应运而生。动脉器官芯片常见问题
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