肺脏器官芯片的主要应用

目前各个国家的监管机构都在鼓励使用器官芯片的数据作为药物IND申报的辅助材料，这一政策在未来也将逐渐支持减少使用动物的数量。美国**高级研究计划局在过去的8年中资助了多个器官芯片项目（包括基于英国CN-Bio的Physiomimix平台上的开发），用于评估其作为临床前药物评估，以及提供足够可信的数据用于支持药物申报。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。目前，北美在器官芯片市场占据主导地位，这是因为主要参与者提供了多项的服务（包括定制设计具有特定器guan排列的新芯片）以及增加了对不同类型器guan细胞的化学品毒理学测试。公共和私人机构正在为其研究进行巨额投资。这进一步促进了所研究市场的增长。器官芯片因在预测人体对新型药物反应的建模、测试等方面的极大前景，逐渐成为科研界的研究热点。肺脏器官芯片的主要应用

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。肝类器官芯片代理商大多数现有的器官芯片模型侧重于单个功能单元的概念证明，而不可能并行测试多个实验刺激。

CN-Bio是DARPA（美国**高级研究计划局）授予麻省理工学院的10个器官芯片的“人体芯片”的资助项目的参与者。2018年3月，《自然科学报告》（Nature Scientific Reports）发布了该计划的一个里程碑，成功连接了10个组织的工程组织，一次准确复制人体组织相互作用长达数周之久，并允许研究人员测量药物对身体不同部位的影响。2018年2月，伦敦帝国理工学院（Imperial College London）的研究人员在《自然通讯》（Nature Communications）上发表了一篇文章，展示了CN-Bio该器官芯片技术（OOC、MPS技术）如何在芯片肝脏系统中实现病毒感ran（本例为乙肝）的研究。CN-Bio的器官芯片技术也在《生物世纪》、《经济学人》、《TechCrunch》、《英国广播公司》和许多专业科技出版物中出现。

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。这些器官芯片帮助制药公司更换动物细胞、人与动物的比较研究、药物和化妆品的毒性研究、开发疫苗和药物以应对生物恐bu主义威胁等。对个性化药物的需求以及器官芯片在制药行业之外的广泛应用是为市场参与者创造增长机会的主要因素。一些主要参与者也在增加产品发布，旨在扩大其产品组合，预计未来将进一步扩大其市场。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。器官芯片主要用于体外模拟更加接近体内的细胞生长微环境。

为了进一步改善体内药代动力学和药效学的预测，需要更复杂的器官芯片模型，包括与ADME相关的多种组织，包括肠道、肝脏和肾脏。多器guanMPS提供了研究器guan间相互作用和串扰的独特能力。对于ADME，结合肝脏和肠道模型，口服药物可以在一个单一系统中进行研究，该系统可以解释通过肠道屏障的化合物通透性和肝脏代谢。在这里，我们介绍一种多器guan肠肝器官芯片，使用MPS-TL6耗材板。该板与CNBio的PhysioMimix多器官芯片实验室台式仪器兼容，由六个孔组成，每个孔有两个隔室，一个Transwell还有肝脏。液体流量可以在每个腔室和从肝脏到transwell的互连通道中单独控制。肠道屏障是由肠上皮细胞和杯状细胞混合培养在一个可通透的Transwell薄膜上。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。人体类器官芯片网

器官芯片的原理是什么？肺脏器官芯片的主要应用

我们评估了一种英国CN-Bio的微生理系统（MPS），也称为器官芯片（OOC），其体外肝脏模型是否可用于了解肝脏毒性的详细机制方面。MPS先前已被证明可在液流状态下维持高度功能性的3D肝脏微组织长达4周，这可能使其非常适合评估DILI。我们使用了两种抗糖尿病的噻唑烷二酮类药物，曲格列酮（获得市场批准，但后来因DILI而撤销）和吡格列酮（批准的药物，但已知具备DILI风险）以评估MPS是否可检测急性和慢性毒性。这两种化合物的DILI通常很难使用标准的体外肝脏分析实验和体内临床前模型进行检测。对于每种化合物，进行一系列功能性肝脏特异性终点（包括临床生物标记物）的浓度反应分析，以生成EC50曲线。对功能性肝脏特异性终点进行分析，以从MPS中创建一个独特的机理的“肝毒性特征”，以证明其评估新型药物的人类DILI风险的能力。肺脏器官芯片的主要应用

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