器官芯片是先进的体外培养模型,桥接传统的体外2D模型和体内模型之间的鸿沟。通过迷你化形成人为的微环境,极尽可能地模拟人体内的生理环境,用于细胞生长,从而将细胞对药物/化合物产生的反应转化成临床数据。典型特征是在液流环境下对人源细胞进行3D培养,复制自然的组织形态、细胞之间相互作用;相比于细胞系更倾向于用原代细胞,并且整合液流系统,从而提高营养的供给、以及管理代谢的废物。一旦开始在其他人造器官芯片上测试病毒和细菌,下一步可能是在器官芯片环境中测试药物与病原体的相互作用。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。器官芯片能够为体外药物测试提供更好的检测方式和试验效果,从而减低开发成本,缩短药物研发时间。东南大学类器官芯片产业链
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。 肠器官芯片行业报告器官芯片,之所以被称之为芯片,是因为其制造流程早初采用的是微制造方法由计算机微芯片的方法改造而成的。
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。
器官芯片协会在过去20年,学术界,企业和的药物研发机构的深入参与的支持下逐渐成熟。有很多不同的机构和财团帮助提升和促进器官芯片系统的使用。例如,Orchard财团,他们的目的是创建一个器官芯片技术发展的路线图,这可以鉴别出潜在的路障和解决方案,提高意识,将器官芯片实施入欧盟或其他地方的科学研究,R&D,以及法规指导原则中。学术机构研发并且发表了很多创新的器官芯片系统,器官芯片公司收购这些系统,并且继续开发直至商业化或者提供服务。伴随着工业合作伙伴的支持通过技术**的开发和财政支持,以及通过合作获得技术,一个生态系统开始发展。我们开始看到器官芯片系统开始被接受,在药物开发项目中得以积极的使用。英国CN-Bio过去10年是这个协会的一部分,和学术界强烈连接,生物技术和药企。PhysioMimix 系列微流控器官芯片系统是一种高级细胞培养的综合解决方案。
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。器官芯片它提供了对疾病的更好的了解, 以及改进了新疗法的开发。动脉类器官芯片微流控
器官芯片主要用于体外模拟更加接近体内的细胞生长微环境。东南大学类器官芯片产业链
已特别强调模仿肠肝相互作用,这对于预测药物的排布,功效,毒性以及阐明病理生理机制至关重要。在英国CN-Bio的Physiomimix的肠道器官芯片模型T6 MPS中已实现一定程度的肠胃交流模拟,这是由肠介导的肝脏CYP7A1(胆汁酸合成的关键酶)抑制所证实的。包含多种单元类型的互连器官芯片MPS可以帮助填补ADME谱的空白。例如,可以通过结合对肠道通透性,肝代谢,药物载体,载体蛋白和外排/流入膜泵的研究结果,间接获得有关药物分布的数据。 东南大学类器官芯片产业链
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