動(dòng)脈類器官芯片微流控

器官芯片技術(shù)被提出來(lái)模擬心血管系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)條件，特別是心臟和一般血管系統(tǒng)。這些系統(tǒng)特別注意模仿結(jié)構(gòu)組織、剪切應(yīng)力、跨壁壓力、機(jī)械拉伸和電刺激。心臟和血管芯片平臺(tái)已經(jīng)成功生成，用于研究各種生理現(xiàn)象、疾病模型和探索藥物的作用。器官芯片在生理、機(jī)械和結(jié)構(gòu)上與模擬器guan相似的支架上容納活ti人體細(xì)胞。藥物或病毒通過(guò)模擬體內(nèi)血液流動(dòng)的管子通過(guò)細(xì)胞。測(cè)試中使用的活細(xì)胞在芯片上的壽命比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室方法長(zhǎng)得多，并且與傳統(tǒng)使用的模型系統(tǒng)相比，需要更低的感ran劑量。目前使用的主要器官芯片上的官包括心臟、腎臟和肺方向。動(dòng)脈類器官芯片微流控

我們所有的微生理（MPS）耗材板與CNBioInnovations開(kāi)發(fā)的PhysioMimix桌面型器官芯片系統(tǒng)配套使用。MPS耗材板的每個(gè)孔都是隔離的液流系統(tǒng)，可用于同時(shí)進(jìn)行多個(gè)平行的實(shí)驗(yàn)。PhysioMimix器官芯片允許科學(xué)家在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取樣進(jìn)行分析，提供數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)進(jìn)度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。監(jiān)測(cè)包括生物標(biāo)記物分析、細(xì)胞形態(tài)可視化成像、細(xì)胞遷移和蛋白質(zhì)標(biāo)記物定位；但重要的是，實(shí)驗(yàn)可以繼續(xù)進(jìn)行。PhysioMimix器官芯片支持使用微流體將兩個(gè)或多個(gè)組織系統(tǒng)連接起來(lái)的使用案例。這類實(shí)驗(yàn)提供了非常有價(jià)值的數(shù)據(jù)，可揭示多個(gè)器guan如何相互作用和對(duì)刺激的反應(yīng)。肺臟類器官芯片的所有信息器官芯片能夠?yàn)轶w外藥物測(cè)試提供更好的檢測(cè)方式和試驗(yàn)效果，從而減低開(kāi)發(fā)成本，縮短藥物研發(fā)時(shí)間。

器官芯片應(yīng)用的機(jī)會(huì)在于疾病建模和表型篩選，以幫助識(shí)別和排序新的和已知的（包括孤兒藥和可用于重新用途的失敗化合物）化合物候選物。正在尋求改進(jìn)的模型來(lái)解決動(dòng)物模型不能很好滿足的條件（例如，乙型肝炎），并能夠進(jìn)行宿主遺傳研究，藥物治療反應(yīng)的建模以及鑒定可用于監(jiān)測(cè)藥物治療的生物標(biāo)記物。英國(guó)CNBio正在其基于MIT的器官芯片技術(shù)產(chǎn)品Physiomimix系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)先進(jìn)的體外模型，以支持對(duì)高度流行的疾病的研究，這些疾病已對(duì)公共健康產(chǎn)生了公認(rèn)的影響，例如非酒精性脂肪性肝炎（NASH）。人類NASH的微組織模型可以證明疾病的主要標(biāo)志，提供了在細(xì)胞水平上闡明病理生理機(jī)制的機(jī)會(huì)。

技術(shù)的開(kāi)發(fā)必須考慮到用戶，并且其設(shè)計(jì)應(yīng)極大限度地提高可用性和可重復(fù)性。提供與自動(dòng)化兼容的高通量功能可以激勵(lì)研究人員，使他們受益于效率的提高和人工成本的降低。在某些情況下，器官芯片還可以減少動(dòng)物試驗(yàn)，細(xì)胞和試劑的成本，因?yàn)樵S多微流控設(shè)備需要更小的體積。為了延長(zhǎng)MPS模型的壽命，巨大的努力已經(jīng)導(dǎo)向?yàn)殚L(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)提供更大的窗口，可以進(jìn)行復(fù)合劑量和疾病進(jìn)展的觀察，腸道屏障功能的體外模型和肝病模型已經(jīng)可以維持?jǐn)?shù)周。英國(guó)CNBio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。器官芯片的原理是什么？

我們展示了多器guan腸肝MPS-TL6，由MPS器官芯片平臺(tái)英國(guó)CN-Bio的PhysioMimix多器guan設(shè)備控制，可以概括抗yan藥雙氯芬酸的藥代動(dòng)力學(xué)。PHHs在肝臟MPS的3D工程支架中培養(yǎng)，然后加入腸MPSTranswells孔，后者是腸上皮細(xì)胞和杯狀細(xì)胞的混合物，形成屏障。在給藥實(shí)驗(yàn)期間，肝功能標(biāo)志物CYP3A4、白蛋白和尿素維持在MPS-TL6中。腸屏障的完整性也通過(guò)TEER測(cè)量得到了證實(shí)。雙氯芬酸被添加到腸器官芯片Transwells的頂端，在那里它通過(guò)屏障滲透，主要由肝臟代謝。我們證明了腸道屏障對(duì)雙氯芬酸的生物利用度的影響，以及隨后通過(guò)PHHs消除。通過(guò)在MPS-TL6中培養(yǎng)單個(gè)和多個(gè)器guan的組織模型，我們可以評(píng)估肝臟、腸道和聯(lián)合培養(yǎng)時(shí)對(duì)代謝產(chǎn)物產(chǎn)生的貢獻(xiàn)。值得注意的是，在共培養(yǎng)的腸-肝MPS中產(chǎn)生的代謝物水平較高，大于單個(gè)器guan器官芯片的總和，表明器guan-器guan串?dāng)_促進(jìn)組織功能。與2D和3D細(xì)胞培養(yǎng)相比，由于器官芯片的采用率激增，北美在全球器官芯片領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。高通量器官芯片市場(chǎng)現(xiàn)狀

大多數(shù)現(xiàn)有的器官芯片模型側(cè)重于單個(gè)功能單元的概念證明，而不可能并行測(cè)試多個(gè)實(shí)驗(yàn)刺激。動(dòng)脈類器官芯片微流控

CN-Bio是DARPA（美國(guó)**高級(jí)研究計(jì)劃局）授予麻省理工學(xué)院的10個(gè)器官芯片的“人體芯片”的資助項(xiàng)目的參與者。2018年3月，《自然科學(xué)報(bào)告》（Nature Scientific Reports）發(fā)布了該計(jì)劃的一個(gè)里程碑，成功連接了10個(gè)組織的工程組織，一次準(zhǔn)確復(fù)制人體組織相互作用長(zhǎng)達(dá)數(shù)周之久，并允許研究人員測(cè)量藥物對(duì)身體不同部位的影響。2018年2月，倫敦帝國(guó)理工學(xué)院（Imperial College London）的研究人員在《自然通訊》（Nature Communications）上發(fā)表了一篇文章，展示了CN-Bio該器官芯片技術(shù)（OOC、MPS技術(shù)）如何在芯片肝臟系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)病毒感ran（本例為乙肝）的研究。CN-Bio的器官芯片技術(shù)也在《生物世紀(jì)》、《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》、《TechCrunch》、《英國(guó)廣播公司》和許多專業(yè)科技出版物中出現(xiàn)。 動(dòng)脈類器官芯片微流控

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