腸類器官芯片發(fā)展前景

鑒于I期試驗(yàn)中只有十分之一的臨床前候選藥物可能會(huì)獲得市場(chǎng)認(rèn)可，因此迫切需要更好的臨床成功預(yù)測(cè)指標(biāo)。由于藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)（PK/PD）的物種差異，體外模型過(guò)于簡(jiǎn)化以及對(duì)基本病生理的了解不足，將體外研究的結(jié)果轉(zhuǎn)化為體內(nèi)情況仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。終止通常歸因于動(dòng)物研究中發(fā)現(xiàn)的安全問(wèn)題，可以通過(guò)更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)吸收，分布，代謝和排泄（ADME）譜來(lái)很大程度地減少。盡管2D單層細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物模型已深深地嵌入到藥物基礎(chǔ)設(shè)施中，但仍然存在明顯的差距，效率低下和不準(zhǔn)確之處，因此需要新的替代和補(bǔ)充研究模型。在生物工程和細(xì)胞生物學(xué)的交叉中，存在著一種新的發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)藥物的方法，人們正在尋求這種新方法來(lái)克服眾所周知的低臨床成功率。微生理系統(tǒng)（MPS），也即器官芯片系統(tǒng)是一類新興的體外模型，有望通過(guò)在研發(fā)的關(guān)鍵階段提供可靠的生理相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)加快藥物開(kāi)發(fā)。英國(guó)CN Bio的Physiomimix器官芯片正是基于實(shí)現(xiàn)此遠(yuǎn)大目標(biāo)而應(yīng)運(yùn)而生。器官芯片的使用需根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇適當(dāng)?shù)臋z測(cè)方式和信號(hào)放大方式。腸類器官芯片發(fā)展前景

微流控器官芯片的微流體通道中可以包含各種各樣的復(fù)雜組件，例如微泵系統(tǒng)，混合室，合成基質(zhì)，傳感器（可以集成到在線數(shù)據(jù)記錄器中），閥門(mén)和可單獨(dú)控制的氣動(dòng)管線。必須為多器官芯片MPS建立細(xì)胞交流的途徑，這可能涉及可溶性因子或細(xì)胞跨基質(zhì)遷移?？烧{(diào)的流速，MPS內(nèi)和MPS外的混合和分布，以及可調(diào)節(jié)的氧合水平為研究人員優(yōu)化細(xì)胞活力或提出實(shí)驗(yàn)性問(wèn)題提供了高度的靈活性。微流控器官芯片這些緊湊且適應(yīng)性強(qiáng)的系統(tǒng)背后是各種各樣的設(shè)計(jì)和制造方法。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具用于生成微流體和微電子系統(tǒng)的數(shù)字3D設(shè)計(jì)，可以將其導(dǎo)入3D打印軟件（也稱為“疊加制造技術(shù)”）。組織工程支架的生產(chǎn)中存在多種3D打印方法?；跀D壓的3D打印是一種成熟的方法，它使用逐層工藝直接沉積熱塑性或熱固性材料。相反，采用立體光刻技術(shù)來(lái)印刷整個(gè)微流體系統(tǒng)，并利用光和光反應(yīng)性材料引起空間控制的光聚合。動(dòng)脈類器官芯片產(chǎn)業(yè)鏈器官芯片的使用需根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇適當(dāng)?shù)臋z測(cè)方法和信號(hào)放大方式.

在一項(xiàng)毒理學(xué)研究中證明了在單器官芯片中灌注肝細(xì)胞的價(jià)值，該研究捕獲了一個(gè)已經(jīng)明確的肝毒su的作用，并揭示了其類似物（以前被低估）毒性的新穎見(jiàn)解。代謝物以劑量依賴性方式形成，類似于患者用藥過(guò)量的情況，白蛋白分泌和谷胱甘肽耗竭測(cè)量分別評(píng)估肝細(xì)胞功能和毒性。而研究人員意識(shí)到，由單一細(xì)胞類型組成的MPS并不能為所有代謝研究提供完整的解決方案。為了提供更緊密地反映體內(nèi)肝臟微體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的器g樣模型，已經(jīng)使用多種細(xì)胞類型創(chuàng)建了共培養(yǎng)模型。更多關(guān)于器官芯片相關(guān)產(chǎn)品問(wèn)題，歡迎咨詢上海曼博生物！

為了進(jìn)一步改善體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)的預(yù)測(cè)，需要更復(fù)雜的器官芯片模型，包括與ADME相關(guān)的多種組織，包括腸道、肝臟和腎臟。多器guanMPS提供了研究器guan間相互作用和串?dāng)_的獨(dú)特能力。對(duì)于ADME，結(jié)合肝臟和腸道模型，口服藥物可以在一個(gè)單一系統(tǒng)中進(jìn)行研究，該系統(tǒng)可以解釋通過(guò)腸道屏障的化合物通透性和肝臟代謝。在這里，我們介紹一種多器guan腸肝器官芯片，使用MPS-TL6耗材板。該板與CNBio的PhysioMimix多器官芯片實(shí)驗(yàn)室臺(tái)式儀器兼容，由六個(gè)孔組成，每個(gè)孔有兩個(gè)隔室，一個(gè)Transwell還有肝臟。液體流量可以在每個(gè)腔室和從肝臟到transwell的互連通道中單獨(dú)控制。腸道屏障是由腸上皮細(xì)胞和杯狀細(xì)胞混合培養(yǎng)在一個(gè)可通透的Transwell薄膜上。器官芯片的優(yōu)化和改進(jìn)還需結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)進(jìn)行整合和升級(jí)。

MPS（微生理系統(tǒng)），也即器官芯片系統(tǒng)，包含一系列平臺(tái)，這些平臺(tái)通過(guò)使用微工程技術(shù)（通常與3D微環(huán)境結(jié)合使用）來(lái)模仿器g功能的各個(gè)方面。此類系統(tǒng)已報(bào)告為3D球體，Organoid，器官芯片，多器官芯片，靜態(tài)微圖案技術(shù)和非物理芯片模型。在這些平臺(tái)中，活細(xì)胞和微流體技術(shù)與某種形式的藥物輸送，刺激和/或傳感工具結(jié)合使用。器官芯片（OOC）模型可以作為單個(gè)系統(tǒng)或模擬器g相互交流的連接單元存在。MPS建立通過(guò)傳統(tǒng)二維實(shí)驗(yàn)使用的概念上，并包括改善生理相關(guān)性的設(shè)計(jì)特征，例如1）生物聚合物或組織衍生基質(zhì)中的3D微環(huán)境；2）模擬體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的機(jī)械提示，例如拉伸和灌注，以提供剪切應(yīng)力；3）多種細(xì)胞類型；4）引入濃度梯度的能力。更多器官芯片相關(guān)產(chǎn)品信息，歡迎咨詢上海曼博生物！器官芯片的優(yōu)化和改進(jìn)還需結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)進(jìn)行整合和升級(jí).多器官芯片產(chǎn)業(yè)鏈

器官芯片的制備過(guò)程主要包括細(xì)胞培養(yǎng)\微加工\打印等步驟。腸類器官芯片發(fā)展前景

器官芯片技術(shù)也叫做微生理系統(tǒng)，是一種細(xì)胞培養(yǎng)與微流控技術(shù)的結(jié)合，能夠精確控制細(xì)胞培養(yǎng)所需的環(huán)境，如流體剪切力、分子濃度梯度及多器guan相互作用等，能夠在體外真實(shí)模擬人體組織的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、組織微環(huán)境以及各項(xiàng)生理功能。器官芯片模型的可用性為理解人類疾病的發(fā)病機(jī)制提供了大量機(jī)會(huì)，并為篩選藥物提供了潛在的更好模型，因?yàn)檫@些模型利用了類似于人體的動(dòng)態(tài)3D環(huán)境。盡管器官芯片模型存在局限性，但新技術(shù)的出現(xiàn)提高了其轉(zhuǎn)化研究和精確醫(yī)學(xué)的能力。英國(guó)CNBio的Physiomimix器官芯片正是基于實(shí)現(xiàn)此遠(yuǎn)大目標(biāo)而應(yīng)運(yùn)而生。腸類器官芯片發(fā)展前景