器官芯片（OoC）系統(tǒng)是一種體外微流控模型，它比二維模型更精確地模擬整個(gè)組織的微觀結(jié)構(gòu)、功能和物理化學(xué)環(huán)境。盡管OOC仍處于嬰兒期，但預(yù)計(jì)它將為無數(shù)應(yīng)用帶來突破性的好處，使更多與人類相關(guān)的候選藥物療效和毒性研究成為可能，并為人類疾病的機(jī)制提供更深入的見解。藥物篩選中對器官芯片的需求增加，特別是在美國，北美研發(fā)計(jì)劃的增加以及OOC關(guān)鍵參與者的增加預(yù)計(jì)將推動未來幾年市場的增長。傳統(tǒng)上，環(huán)境毒物對人類健康的不良影響是通過體外試驗(yàn)進(jìn)行檢測的。器官芯片（OOC）是一個(gè)新的平臺，可以在體外分析（或3D細(xì)胞培養(yǎng)）和動物試驗(yàn)之間架起橋梁。微環(huán)境、物理和生化刺激以及適當(dāng)?shù)膫鞲泻蜕飩鞲邢到y(tǒng)可以集成到OOC設(shè)備中，以更好地再現(xiàn)體內(nèi)組織和器guan的行為和代謝。雖然OOC已被研究用于藥物毒性篩選，但其在環(huán)境毒理學(xué)分析中的應(yīng)用卻很少。器官芯片主要用于體外模擬更加接近體內(nèi)的細(xì)胞生長微環(huán)境。高通量器官芯片現(xiàn)狀

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獲得市場認(rèn)可，因此迫切需要更好的臨床成功預(yù)測指標(biāo)。由于藥代動力學(xué)和藥效學(xué)（PK/PD）的物種差異，體外模型過于簡化以及對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)。終止通常歸因于動物研究中發(fā)現(xiàn)的安全問題，可以通過更準(zhǔn)確地預(yù)測吸收，分布，代謝和排泄（ADME）譜來很大程度地減少。盡管2D單層細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)和動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)和開發(fā)藥物的方法，人們正在尋求這種新方法來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)來加快藥物開發(fā)。英國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。人類器官芯片行業(yè)動態(tài)器官芯片問世的意義在于彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的臨床前動物模型無法真實(shí)反映人體對藥物藥效和毒性的真實(shí)反映的空缺。

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）毒性的新穎見解。代謝物以劑量依賴性方式形成，類似于患者用藥過量的情況，白蛋白分泌和谷胱甘肽耗竭測量分別評估肝細(xì)胞功能和毒性。而研究人員意識到，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。

為什么關(guān)注器官芯片的人越來越多，比較大的原因是進(jìn)入臨床的藥物有90%失敗了，導(dǎo)致沒上市。因?yàn)槟壳暗呐R床前的傳統(tǒng)的模型，比如2D培養(yǎng)或者動物實(shí)驗(yàn)，在預(yù)測藥物毒性和有效性上不總是有效。標(biāo)準(zhǔn)方法，例如2D培養(yǎng)的細(xì)胞通常過度喂養(yǎng)，不能展示一種細(xì)胞的體內(nèi)生理特征。有很多案例顯示小鼠或其他動物模型在預(yù)測人對新藥的反應(yīng)方面很差。動物和人源數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)化性的欠缺對藥企來說是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于這些原因，新藥的臨床失敗導(dǎo)致無法估計(jì)的損失。為了降低藥物研發(fā)的成本，提高臨床前篩選的可預(yù)測性非常重要，以創(chuàng)造失敗越早失敗地越便宜的場景，越早地去除無效的候選藥物。把時(shí)間、人力和財(cái)力放到新的研究中。英國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。在預(yù)測期（2020-2027年），全球器官芯片市場預(yù)計(jì)將以39.70%的高復(fù)合年增長率增長。

為了進(jìn)一步改善體內(nèi)藥代動力學(xué)和藥效學(xué)的預(yù)測，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。CN Bio 利用我們灌流器官芯片PhysioMimix 平臺開發(fā)了一種創(chuàng)新的NAFLD/NASH 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。肺器官芯片使用注意事?xiàng)

器官芯片的原理是什么？高通量器官芯片現(xiàn)狀

通過提高通過標(biāo)準(zhǔn)工具識別風(fēng)險(xiǎn)的可預(yù)測性，或者通過提供其他方式無法獲得的更合適的模型，器官芯片有望填補(bǔ)許多空白。揭示原本不會被發(fā)現(xiàn)的毒性或揭示藥物不良事件之前的細(xì)胞功能變化的能力為具有重要價(jià)值。但是，為了更好地發(fā)揮器官芯片的潛力，應(yīng)該將這些先進(jìn)的體外模型收集到的見解與體內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。除了用于藥物開發(fā)，器官芯片還可在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮無可比擬的作用，包括環(huán)境毒理學(xué)評估，疾病模型研究，化妝品有效和安全性評估等。英國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。高通量器官芯片現(xiàn)狀

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