器官芯片(OoC)系統是一種體外微流控模型,它比二維模型更精確地模擬整個組織的微觀結構、功能和物理化學環境。盡管OOC仍處于嬰兒期,但預計它將為無數應用帶來突破性的好處,使更多與人類相關的候選藥物療效和毒性研究成為可能,并為人類疾病的機制提供更深入的見解。藥物篩選中對器官芯片的需求增加,特別是在美國,北美研發計劃的增加以及OOC關鍵參與者的增加預計將推動未來幾年市場的增長。傳統上,環境毒物對人類健康的不良影響是通過體外試驗進行檢測的。器官芯片(OOC)是一個新的平臺,可以在體外分析(或3D細胞培養)和動物試驗之間架起橋梁。微環境、物理和生化刺激以及適當的傳感和生物傳感系統可以集成到OOC設備中,以更好地再現體內組織和器guan的行為和代謝。雖然OOC已被研究用于藥物毒性篩選,但其在環境毒理學分析中的應用卻很少。器官芯片主要用于體外模擬更加接近體內的細胞生長微環境。高通量器官芯片現狀
鑒于I期試驗中只有十分之一的臨床前候選藥物可能會獲得市場認可,因此迫切需要更好的臨床成功預測指標。由于藥代動力學和藥效學(PK/PD)的物種差異,體外模型過于簡化以及對基本病生理的了解不足,將體外研究的結果轉化為體內情況仍然是一個挑戰。終止通常歸因于動物研究中發現的安全問題,可以通過更準確地預測吸收,分布,代謝和排泄(ADME)譜來很大程度地減少。盡管2D單層細胞培養實驗和動物模型已深深地嵌入到藥物基礎設施中,但仍然存在明顯的差距,效率低下和不準確之處,因此需要新的替代和補充研究模型。在生物工程和細胞生物學的交叉中,存在著一種新的發現和開發藥物的方法,人們正在尋求這種新方法來克服眾所周知的低臨床成功率。微生理系統(MPS),也即器官芯片系統是一類新興的體外模型,有望通過在研發的關鍵階段提供可靠的生理相關數據來加快藥物開發。英國CN Bio的Physiomimix器官芯片正是基于實現此遠大目標而應運而生。人類器官芯片行業動態器官芯片問世的意義在于彌補了傳統的臨床前動物模型無法真實反映人體對藥物藥效和毒性的真實反映的空缺。
在一項毒理學研究中證明了在單器官芯片中灌注肝細胞的價值,該研究捕獲了一個已經明確的肝毒su的作用,并揭示了其類似物(以前被低估)毒性的新穎見解。代謝物以劑量依賴性方式形成,類似于患者用藥過量的情況,白蛋白分泌和谷胱甘肽耗竭測量分別評估肝細胞功能和毒性。而研究人員意識到,由單一細胞類型組成的MPS并不能為所有代謝研究提供完整的解決方案。為了提供更緊密地反映體內肝臟微體系結構復雜性的器g樣模型,已經使用多種細胞類型創建了共培養模型。
為什么關注器官芯片的人越來越多,比較大的原因是進入臨床的藥物有90%失敗了,導致沒上市。因為目前的臨床前的傳統的模型,比如2D培養或者動物實驗,在預測藥物毒性和有效性上不總是有效。標準方法,例如2D培養的細胞通常過度喂養,不能展示一種細胞的體內生理特征。有很多案例顯示小鼠或其他動物模型在預測人對新藥的反應方面很差。動物和人源數據可轉化性的欠缺對藥企來說是一個挑戰。由于這些原因,新藥的臨床失敗導致無法估計的損失。為了降低藥物研發的成本,提高臨床前篩選的可預測性非常重要,以創造失敗越早失敗地越便宜的場景,越早地去除無效的候選藥物。把時間、人力和財力放到新的研究中。英國CN Bio的Physiomimix器官芯片正是基于實現此遠大目標而應運而生。在預測期(2020-2027年),全球器官芯片市場預計將以39.70%的高復合年增長率增長。
為了進一步改善體內藥代動力學和藥效學的預測,需要更復雜的器官芯片模型,包括與ADME相關的多種組織,包括腸道、肝臟和腎臟。多器guanMPS提供了研究器guan間相互作用和串擾的獨特能力。對于ADME,結合肝臟和腸道模型,口服藥物可以在一個單一系統中進行研究,該系統可以解釋通過腸道屏障的化合物通透性和肝臟代謝。在這里,我們介紹一種多器guan腸肝器官芯片,使用MPS-TL6耗材板。該板與CNBio的PhysioMimix多器官芯片實驗室臺式儀器兼容,由六個孔組成,每個孔有兩個隔室,一個Transwell還有肝臟。液體流量可以在每個腔室和從肝臟到transwell的互連通道中單獨控制。腸道屏障是由腸上皮細胞和杯狀細胞混合培養在一個可通透的Transwell薄膜上。CN Bio 利用我們灌流器官芯片PhysioMimix 平臺開發了一種創新的NAFLD/NASH 實驗模型。肺器官芯片使用注意事項
器官芯片的原理是什么?高通量器官芯片現狀
通過提高通過標準工具識別風險的可預測性,或者通過提供其他方式無法獲得的更合適的模型,器官芯片有望填補許多空白。揭示原本不會被發現的毒性或揭示藥物不良事件之前的細胞功能變化的能力為具有重要價值。但是,為了更好地發揮器官芯片的潛力,應該將這些先進的體外模型收集到的見解與體內數據進行比較。除了用于藥物開發,器官芯片還可在多個領域發揮無可比擬的作用,包括環境毒理學評估,疾病模型研究,化妝品有效和安全性評估等。英國CNBio的Physiomimix器官芯片正是基于實現此遠大目標而應運而生。高通量器官芯片現狀
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