東南大學(xué)器官芯片*近進展

作為微流控芯片中的重要分支--器官芯片在2016年被世界經(jīng)濟論壇--達沃斯論壇評為shida新興技術(shù)之一，與無人駕駛汽車及石墨烯等二維材料并列。器官芯片是繼細胞芯片和組織芯片之后一種更接近仿生體系的模式。它的基本設(shè)計是一種結(jié)構(gòu)、可包含人體細胞、組織、血液、脈管、組織-組織界面、器guan以及器guan的微環(huán)境。這里，器guan微環(huán)境指的是器guan周邊的其他細胞，各種介質(zhì)，以及不同的物理力。微流控器官芯片有望部分替代小鼠等動物模型，用于驗證候選藥物，開展藥物毒理學(xué)和藥理作用研究。英國CNBio的Physiomimix器官芯片正是基于實現(xiàn)此遠大目標而應(yīng)運而生。器官芯片可用于疾病模型開發(fā)、藥物毒性評估、藥物代謝研究等應(yīng)用。東南大學(xué)器官芯片*近進展

英國CNBio的PhysioMimix器官芯片用于在單和多器g實驗中對細胞培養(yǎng)條件進行實時控制，以模擬體內(nèi)生理學(xué)。利用器官芯片平臺PhysioMimix，我們生成了NAFLD的人源體外模型。PHH在含脂肪的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，該培養(yǎng)基誘導(dǎo)了臨床疾病早期階段的關(guān)鍵特征，包括細胞內(nèi)脂肪負載，白蛋白產(chǎn)生增加和關(guān)鍵基因表達的變化（包括那些與代謝和胰島素抵抗有關(guān)的基因）。由于乙型肝炎等肝病發(fā)病率的增加，死亡率的上升預(yù)計將推動對肝器官芯片微流控模型的需求。此外，用于藥物篩選的肝芯片設(shè)備的需求激增預(yù)計將推動市場增長。 動脈器官芯片發(fā)展前景在預(yù)測期（2020-2027年），全球器官芯片市場預(yù)計將以39.70%的高復(fù)合年增長率增長。

器官芯片，也叫微生理系統(tǒng)，是在體外模擬構(gòu)建的3D人體器guan模型，包括多種活ti細胞，功能組織界面，生物流體等，具有接近人體水平的生理功能，同時還能精確地控制多個系統(tǒng)參數(shù)，研究人員可更加直觀地研究機體行為，預(yù)測或再現(xiàn)藥物、毒物、輻射、香yan、煙霧、病原體和正常生物給人體帶來的影響。器官芯片系統(tǒng)旨在利用微流控芯片對微流體、細胞及其微環(huán)境的控制能力，構(gòu)建集成微系統(tǒng)來模擬人體組織和器guan功能，為評估藥物和疫苗的有效性和生物安全性以及生物醫(yī)學(xué)研究提供接近體內(nèi)生理和病理條件的低成本篩選和研究模型。英國CN Bio的Physiomimix器官芯片正是基于實現(xiàn)此遠大目標而應(yīng)運而生。

器官芯片大規(guī)模使用還需解決多個方面的難題，包括原代細胞的獲取、特制培養(yǎng)輔助試劑的商品化，以及芯片耗材成本的降低，實驗?zāi)Ｐ筒僮鞯暮喕?。除了用于藥物開發(fā)，器官芯片還可在多個領(lǐng)域發(fā)揮 無可比擬的作用，包括環(huán)境毒理學(xué)評估，化妝品有效和安全性評估等。器官芯片的一個主要應(yīng)用包括體外評估藥物毒性，毒性是候選藥物失敗以及上市藥物退市的主要原因，涉及到的靶組織主要包括肝臟、心臟等組織，目前開發(fā)的器官芯片模型在這些組織中具已經(jīng)具備成熟的毒性評估模型。英國CN Bio的Physiomimix器官芯片正是基于實現(xiàn)此遠大目標而應(yīng)運而生。器官芯片設(shè)備產(chǎn)生多層次的組織功能，這在傳統(tǒng)的2D和3D培養(yǎng)系統(tǒng)中是不可行的。

目前各個國家的監(jiān)管機構(gòu)都在鼓勵使用器官芯片的數(shù)據(jù)作為藥物IND申報的輔助材料，這一政策在未來也將逐漸支持減少使用動物的數(shù)量。美國**高級研究計劃局在過去的8年中資助了多個器官芯片項目（包括基于英國CN-Bio的Physiomimix平臺上的開發(fā)），用于評估其作為臨床前藥物評估，以及提供足夠可信的數(shù)據(jù)用于支持藥物申報。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)計劃的增加以及OOC關(guān)鍵參與者的增加預(yù)計將推動未來幾年市場的增長。目前，北美在器官芯片市場占據(jù)主導(dǎo)地位，這是因為主要參與者提供了多項的服務(wù)（包括定制設(shè)計具有特定器guan排列的新芯片）以及增加了對不同類型器guan細胞的化學(xué)品毒理學(xué)測試。公共和私人機構(gòu)正在為其研究進行巨額投資。這進一步促進了所研究市場的增長。器官芯片系統(tǒng)有哪些品牌？肺類器官芯片常見問題

器官芯片哪個牌子好？東南大學(xué)器官芯片*近進展

我們評估了一種英國CN-Bio的微生理系統(tǒng)（MPS），也稱為器官芯片（OOC），其體外肝臟模型是否可用于了解肝臟毒性的詳細機制方面。MPS先前已被證明可在液流狀態(tài)下維持高度功能性的3D肝臟微組織長達4周，這可能使其非常適合評估DILI。我們使用了兩種抗糖尿病的噻唑烷二酮類藥物，曲格列酮（獲得市場批準，但后來因DILI而撤銷）和吡格列酮（批準的藥物，但已知具備DILI風(fēng)險）以評估MPS是否可檢測急性和慢性毒性。這兩種化合物的DILI通常很難使用標準的體外肝臟分析實驗和體內(nèi)臨床前模型進行檢測。對于每種化合物，進行一系列功能性肝臟特異性終點（包括臨床生物標記物）的濃度反應(yīng)分析，以生成EC50曲線。對功能性肝臟特異性終點進行分析，以從MPS中創(chuàng)建一個獨特的機理的“肝毒性特征”，以證明其評估新型藥物的人類DILI風(fēng)險的能力。東南大學(xué)器官芯片*近進展

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