器官芯片大规模使用还需解决多个方面的难题,包括原代细胞的获取、特制培养辅助试剂的商品化,以及芯片耗材成本的降低,实验模型操作的简化。除了用于药物开发,器官芯片还可在多个领域发挥 无可比拟的作用,包括环境毒理学评估,化妆品有效和安全性评估等。器官芯片的一个主要应用包括体外评估药物毒性,毒性是候选药物失败以及上市药物退市的主要原因,涉及到的靶组织主要包括肝脏、心脏等组织,目前开发的器官芯片模型在这些组织中具已经具备成熟的毒性评估模型。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。器官芯片和传统的3D培养组织有什么区别和优势?人体类器官芯片行业报告
我们评估了一种英国CN-Bio的微生理系统(MPS),也称为器官芯片(OOC),其体外肝脏模型是否可用于了解肝脏毒性的详细机制方面。MPS先前已被证明可在液流状态下维持高度功能性的3D肝脏微组织长达4周,这可能使其非常适合评估DILI。我们使用了两种抗糖尿病的噻唑烷二酮类药物,曲格列酮(获得市场批准,但后来因DILI而撤销)和吡格列酮(批准的药物,但已知具备DILI风险)以评估MPS是否可检测急性和慢性毒性。这两种化合物的DILI通常很难使用标准的体外肝脏分析实验和体内临床前模型进行检测。对于每种化合物,进行一系列功能性肝脏特异性终点(包括临床生物标记物)的浓度反应分析,以生成EC50曲线。对功能性肝脏特异性终点进行分析,以从MPS中创建一个独特的机理的“肝毒性特征”,以证明其评估新型药物的人类DILI风险的能力。OOC器官芯片价格器官芯片是一种微流控细胞培养设备,包含连续灌注室。
逐年增加的文献发表说明了科学家对器官芯片的关注度增加。可以看出来,无数的器官芯片公司获得资助而成立,比如CN-Bio。我们现在看到来自于学术界、器官芯片供应商、和药物企业所发表的文献。CN-Bio也正为这一领域做出贡献,一篇英国皇家学院的关注NASH的文章正被发表,还有3月初CN和FDA联合发表的文章,与其药物评价研究中心( Centre for Drug Evaluation Research ,CDER)合作的重点是使用肝脏MPS作为检测人类药物清chu率和药物引起的肝损伤(DILI)的工具。
单器guan和多器官芯片MPS技术旨在模仿器guan功能和/或交流的特定方面,而不是复制整个器guan或人体(10)。例如,与肾脏排泄相关的研究可能无法完全捕获肾脏功能的复杂性,但是在开发用于研究肾脏生理学特定方面的芯片模型和主要肾小管上皮类器guan方面已经取得了进展。多器官芯片MPS可以提供有关器guan之间相互作用的见解,并可以同时研究不同的过程;合并肝组织或其他易受毒性影响的器guan,为同时研究疗效和毒性提供了独特的机会。英国CN Bio的PhysioMimix器官芯片技术来自于MIT,用于在单器guan和多器guan实验中对细胞培养条件进行实时控制,以模拟体内生理学。国际前**制药巨头对器官芯片领域的发展前景也大力看好。
通过与麻省理工学院的合作关系,CN-Bio从麻省理工学院生物工程系的器官芯片先锋和长期合作者琳达·格里菲斯教授(LindaGriffith教授的团队近期发布了使用该系统的发现)和东北大学的联合技术持有人丽贝卡·卡利教授处获得了GuMI设备的许可。在实验室中模拟人体微生物组是一项挑战,特别是因为它的数千株细菌中有许多在暴露于氧气中时无法生长或存活。基于动物和体外细胞的模型为这一研究领域提供了一些见解,然而,到目前为止,还没有一个系统用于长期体外共培养结肠粘膜屏障,以支持这些高度氧敏感微生物的生长。GuMI装置使研究人员能够精确控制系统内的氧气水平,使厌氧细菌能够在肠道屏障上方的粘液层中生长,这与人类的生理学非常相似。微泵循环细胞培养基,以确保细胞得到营养,并从系统中去除细菌,以进行微生物组的特定分析。CN Bio 利用我们灌流器官芯片PhysioMimix 平台开发了一种创新的NAFLD/NASH 实验模型。国产类器官芯片的主要应用
GSK、诺和诺德、罗氏等均已投资多个器官芯片平台,以开发用于药物筛选和评估的的创新模型。人体类器官芯片行业报告
MPS(微生理系统),也即器官芯片系统,包含一系列平台,这些平台通过使用微工程技术(通常与3D微环境结合使用)来模仿器g功能的各个方面。此类系统已报告为3D球体,Organoid,器官芯片,多器官芯片,静态微图案技术和非物理芯片模型。在这些平台中,活细胞和微流体技术与某种形式的药物输送,刺激和/或传感工具结合使用。器官芯片(OOC)模型可以作为单个系统或模拟器g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,例如1)生物聚合物或组织衍生基质中的3D微环境;2)模拟体内发现的机械提示,例如拉伸和灌注,以提供剪切应力;3)多种细胞类型;4)引入浓度梯度的能力 人体类器官芯片行业报告
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