人体类器官芯片

器官芯片（OoC）系统是一种体外微流控模型，它比二维模型更精确地模拟整个组织的微观结构、功能和物理化学环境。尽管OOC仍处于婴儿期，但预计它将为无数应用带来突破性的好处，使更多与人类相关的候选药物疗效和毒性研究成为可能，并为人类疾病的机制提供更深入的见解。药物筛选中对器官芯片的需求增加，特别是在美国，北美研发计划的增加以及OOC关键参与者的增加预计将推动未来几年市场的增长。传统上，环境毒物对人类健康的不良影响是通过体外试验进行检测的。器官芯片（OOC）是一个新的平台，可以在体外分析（或3D细胞培养）和动物试验之间架起桥梁。微环境、物理和生化刺激以及适当的传感和生物传感系统可以集成到OOC设备中，以更好地再现体内组织和器guan的行为和代谢。虽然OOC已被研究用于药物毒性筛选，但其在环境毒理学分析中的应用却很少。器官芯片技术可用于评估创新药物分子的安全性及有效性法，且该方法具有快速、高通量和更接近生理相关性。人体类器官芯片

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。人体类器官芯片的主要应用研究基金赠款的提供被视为器官芯片设备开发进展的关键驱动力，并对其全球市场增长产生积极影响。

尽管安全评估和ADME分析是器官芯片技术的主要背景，但这些研究模型还可以通过许多其他方式来提高药物开发的效率。确保MPS发展符合行业的需求，这些机会已经得到了深入的考虑。器官芯片技术创新者的目标是提高新药和现有药物（药物再利用）的药物疗效和安全性的可预测性。反过来，这可以提高临床成功率并加速药物开发，减轻与药物失败相关的成本并减少对临床试验参与者的风险。器官芯片有可能极大地使卫生部门受益，而确定当前临床前研究中的具体差距对于实现这一目标至关重要。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。

器官芯片模型的可用性为理解人类疾病的发病机制提供了大量机会，并为筛选药物提供了潜在的更好模型，因为这些模型利用了类似于人体的动态3D环境。尽管芯片上器guan模型存在局限性，但新技术的出现提高了其转化研究和精确医学的能力。全球器官芯片市场按型号和用户进行细分。模型类型包括肝芯片模型、肺芯片模型、心脏芯片模型、肾芯片模型、定制和多器官芯片模型等，用户包括制药公司、研究机构等。器官芯片有潜力为生理相关的体外药物测试提供更好的试验预测，能避免由于2D细胞培养和动物实验等模型缺乏预测性而导致的失败。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。PhysioMimix器官芯片允许研究人员引入原代细胞、干细胞或预先形成的组织来制造组织模拟物。

我们展示了多器guan肠肝MPS-TL6，由MPS器官芯片平台英国CN-Bio的PhysioMimix多器guan设备控制，可以概括抗yan药双氯芬酸的药代动力学。PHHs在肝脏MPS的3D工程支架中培养，然后加入肠MPSTranswells孔，后者是肠上皮细胞和杯状细胞的混合物，形成屏障。在给药实验期间，肝功能标志物CYP3A4、白蛋白和尿素维持在MPS-TL6中。肠屏障的完整性也通过TEER测量得到了证实。双氯芬酸被添加到肠器官芯片Transwells的顶端，在那里它通过屏障渗透，主要由肝脏代谢。我们证明了肠道屏障对双氯芬酸的生物利用度的影响，以及随后通过PHHs消除。通过在MPS-TL6中培养单个和多个器guan的组织模型，我们可以评估肝脏、肠道和联合培养时对代谢产物产生的贡献。值得注意的是，在共培养的肠-肝MPS中产生的代谢物水平较高，大于单个器guan器官芯片的总和，表明器guan-器guan串扰促进组织功能。和传统的静态2D细胞培养的方式比较，器官芯片能提供细胞自我组装和生长的接近人体内的环境。OOC器官芯片技术

器官芯片为组织（如肺、肠、肝、心脏和其他）中的血液和气流开发了一条狭窄的通道。人体类器官芯片

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。人体类器官芯片

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