動(dòng)脈器官芯片微流控

器官芯片大規(guī)模使用還需解決多個(gè)方面的難題，包括原代細(xì)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(shí)驗(yàn)?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(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，化妝品有效和安全性評估等。器官芯片的一個(gè)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(shí)現(xiàn)此遠(yuǎn)大目標(biāo)而應(yīng)運(yùn)而生。近期在血腦屏障（BBB-on-chips）的器官芯片模型的開發(fā)方面取得的進(jìn)展以及仍然面臨的挑戰(zhàn)。動(dòng)脈器官芯片微流控

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(xì)機(jī)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(dá)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(zhǔn)，但后來因DILI而撤銷）和吡格列酮（批準(zhǔn)的藥物，但已知具備DILI風(fēng)險(xiǎn)）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(biāo)準(zhǔn)的體外肝臟分析實(shí)驗(yàn)和體內(nèi)臨床前模型進(jìn)行檢測。對于每種化合物，進(jìn)行一系列功能性肝臟特異性終點(diǎn)（包括臨床生物標(biāo)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(diǎn)進(jìn)行分析，以從MPS中創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)特的機(jī)理的“肝毒性特征”，以證明其評估新型藥物的人類DILI風(fēng)險(xiǎn)的能力。動(dòng)脈器官芯片中國代理權(quán)阻礙全球器官芯片市場的主要因素是由于復(fù)雜制造技術(shù)的制造成本高，設(shè)備成本高。

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。

器官芯片協(xié)會(huì)在過去20年，學(xué)術(shù)界，企業(yè)和的藥物研發(fā)機(jī)構(gòu)的深入?yún)⑴c的支持下逐漸成熟。有很多不同的機(jī)構(gòu)和財(cái)團(tuán)幫助提升和促進(jìn)器官芯片系統(tǒng)的使用。例如，Orchard財(cái)團(tuán)，他們的目的是創(chuàng)建一個(gè)器官芯片技術(shù)發(fā)展的路線圖，這可以鑒別出潛在的路障和解決方案，提高意識，將器官芯片實(shí)施入歐盟或其他地方的科學(xué)研究，R&D，以及法規(guī)指導(dǎo)原則中。學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)研發(fā)并且發(fā)表了很多創(chuàng)新的器官芯片系統(tǒng)，器官芯片公司收購這些系統(tǒng)，并且繼續(xù)開發(fā)直至商業(yè)化或者提供服務(wù)。伴隨著工業(yè)合作伙伴的支持通過技術(shù)**的開發(fā)和財(cái)政支持，以及通過合作獲得技術(shù)，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)開始發(fā)展。我們開始看到器官芯片系統(tǒng)開始被接受，在藥物開發(fā)項(xiàng)目中得以積極的使用。英國CN-Bio過去10年是這個(gè)協(xié)會(huì)的一部分，和學(xué)術(shù)界強(qiáng)烈連接，生物技術(shù)和藥企。相比于2D的細(xì)胞培養(yǎng)，靜態(tài)3D培養(yǎng)，以及動(dòng)物模型，器官芯片具有更多的優(yōu)勢。

設(shè)計(jì)和制造單器官芯片和多器官芯片微物理系統(tǒng)（MPS）的先進(jìn)器官芯片公司英國CN-Bio宣布，它已獲得麻省理工學(xué)院（MIT）和美國東北大學(xué)（Northeastern University）的一種新型腸道微生物組建模工具GuMI的許可權(quán)。該技術(shù)計(jì)劃于2023年投入商業(yè)應(yīng)用，將集成到CN-Bio的PhysioMimix OOC單器官芯片和多器官芯片MPS系列中，使研究人員能夠研究微生物組與腸道之間的直接相互作用，以及微生物組對肝臟和大腦等器g的更大的影響。研究人類微生物組及其對人類健康影響的能力是一個(gè)具有重大研究興趣的領(lǐng)域，也是器官芯片技術(shù)的關(guān)鍵應(yīng)用。 目前已經(jīng)構(gòu)成成熟的器官芯片包括肝、肺、腎、心臟、腸道、腦、皮膚，以及多器官芯片等。高通量器官芯片市場現(xiàn)狀

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。動(dòng)脈器官芯片微流控

系統(tǒng)的細(xì)胞培養(yǎng)模型對細(xì)胞微環(huán)境和體內(nèi)生物控制有了新的認(rèn)識，對生物系統(tǒng)和人類病理生理學(xué)的深入理解需要開發(fā)新的模型系統(tǒng)，以便在更相關(guān)的組織環(huán)境中分析細(xì)胞微環(huán)境中復(fù)雜的內(nèi)部和外部相互作用。器官芯片工程系統(tǒng)提供了一個(gè)前所未有的機(jī)會(huì)來揭示人體組織的復(fù)雜和層次性。器官芯片是一種多通道三維微流體細(xì)胞培養(yǎng)船，它刺激整個(gè)機(jī)體的活動(dòng)、機(jī)制和生理反應(yīng)。這些微型設(shè)備是半透明的，它們提供了一個(gè)觀察人體機(jī)體內(nèi)部工作的窗口。這項(xiàng)技術(shù)正被用于開發(fā)一整套人體器官芯片，如肺、腸道、肝臟、心臟、皮膚、骨髓、胰腺、腎臟，甚至是一個(gè)模擬血腦屏障的系統(tǒng)。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。動(dòng)脈器官芯片微流控

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