MPS(微生理系统),也即器官芯片系统,包含一系列平台,这些平台通过使用微工程技术(通常与3D微环境结合使用)来模仿器g功能的各个方面。此类系统已报告为3D球体,Organoid,器官芯片,多器官芯片,静态微图案技术和非物理芯片模型。在这些平台中,活细胞和微流体技术与某种形式的药物输送,刺激和/或传感工具结合使用。器官芯片(OOC)模型可以作为单个系统或模拟器g相互交流的连接单元存在。MPS建立通过传统二维实验使用的概念上,并包括改善生理相关性的设计特征,例如1)生物聚合物或组织衍生基质中的3D微环境;2)模拟体内发现的机械提示,例如拉伸和灌注,以提供剪切应力;3)多种细胞类型;4)引入浓度梯度的能力 器官芯片分析被誉为更快、更精确的药物开发和精确医学的关键。微流控类器官芯片技术

作为微流控芯片中的重要分支--器官芯片在2016年被世界经济论坛--达沃斯论坛评为shida新兴技术之一,与无人驾驶汽车及石墨烯等二维材料并列。器官芯片是继细胞芯片和组织芯片之后一种更接近仿生体系的模式。它的基本设计是一种结构、可包含人体细胞、组织、血液、脉管、组织-组织界面、器guan以及器guan的微环境。这里,器guan微环境指的是器guan周边的其他细胞,各种介质,以及不同的物理力。微流控器官芯片有望部分替代小鼠等动物模型,用于验证候选药物,开展药物毒理学和药理作用研究。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。肠道类器官芯片现状器官芯片它提供了多种应用,如疾病建模、患者分层和表型筛查。

在一项毒理学研究中证明了在英国CNBio的Physiomimix单器官芯片MPS中灌注肝细胞的价值,该研究捕获了一个已经明确的肝毒物的作用,并揭示了其类似物(以前被低估)毒性的新颖见解。代谢物以剂量依赖性方式形成,类似于患者用药过量的情况,白蛋白分泌和谷胱甘肽耗竭测量分别评估肝细胞功能和毒性。而研究人员意识到,由单一细胞类型组成的MPS并不能为所有代谢研究提供完整的解决方案。为了提供更紧密地反映体内肝脏微体系结构复杂性的模型,已经使用多种细胞类型创建了共培养模型。
已特别强调模仿肠肝相互作用,这对于预测药物的排布,功效,毒性以及阐明病理生理机制至关重要。在英国CN-Bio的Physiomimix的肠道器官芯片模型T6 MPS中已实现一定程度的肠胃交流模拟,这是由肠介导的肝脏CYP7A1(胆汁酸合成的关键酶)抑制所证实的。包含多种单元类型的互连器官芯片MPS可以帮助填补ADME谱的空白。例如,可以通过结合对肠道通透性,肝代谢,药物载体,载体蛋白和外排/流入膜泵的研究结果,间接获得有关药物分布的数据。 器官芯片研究使科学家能够专注于药物靶点、毒性机制,将药物推向临床试验,避免代价高昂的失败。

逐年增加的文献发表说明了科学家对器官芯片的关注度增加。可以看出来,无数的器官芯片公司获得资助而成立,比如CN-Bio。我们现在看到来自于学术界、器官芯片供应商、和药物企业所发表的文献。CN-Bio也正为这一领域做出贡献,一篇英国皇家学院的关注NASH的文章正被发表,还有3月初CN和FDA联合发表的文章,与其药物评价研究中心( Centre for Drug Evaluation Research ,CDER)合作的重点是使用肝脏MPS作为检测人类药物清chu率和药物引起的肝损伤(DILI)的工具。 器官芯片,之所以被称之为芯片,是因为其制造流程早初采用的是微制造方法由计算机微芯片的方法改造而成的。动脉类器官芯片使用注意事项
器官芯片和传统的3D培养组织有什么区别和优势?微流控类器官芯片技术
器官芯片是先进的体外培养模型,桥接传统的体外2D模型和体内模型之间的鸿沟。通过迷你化形成人为的微环境,极尽可能地模拟人体内的生理环境,用于细胞生长,从而将细胞对药物/化合物产生的反应转化成临床数据。典型特征是在液流环境下对人源细胞进行3D培养,复制自然的组织形态、细胞之间相互作用;相比于细胞系更倾向于用原代细胞,并且整合液流系统,从而提高营养的供给、以及管理代谢的废物。一旦开始在其他人造器官芯片上测试病毒和细菌,下一步可能是在器官芯片环境中测试药物与病原体的相互作用。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。微流控类器官芯片技术
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设计和制造单器官芯片和多器官芯片微物理系统(MPS)的先进器官芯片公司英国CN-Bio宣布,它已获得...
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