尽管安全评估和ADME分析是器官芯片技术的主要背景,但这些研究模型还可以通过许多其他方式来提高药物开发的效率。确保MPS发展符合行业的需求,这些机会已经得到了深入的考虑。器官芯片技术创新者的目标是提高新药和现有药物(药物再利用)的药物疗效和安全性的可预测性。反过来,这可以提高临床成功率并加速药物开发,减轻与药物失败相关的成本并减少对临床试验参与者的风险。器官芯片有可能极大地使卫生部门受益,而确定当前临床前研究中的具体差距对于实现这一目标至关重要。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。全球器官芯片市场分为北美、欧洲、亚太、南美、中东和非洲。国产器官芯片微流控
通过与麻省理工学院的合作关系,CN-Bio从麻省理工学院生物工程系的器官芯片先锋和长期合作者琳达·格里菲斯教授(LindaGriffith教授的团队近期发布了使用该系统的发现)和东北大学的联合技术持有人丽贝卡·卡利教授处获得了GuMI设备的许可。在实验室中模拟人体微生物组是一项挑战,特别是因为它的数千株细菌中有许多在暴露于氧气中时无法生长或存活。基于动物和体外细胞的模型为这一研究领域提供了一些见解,然而,到目前为止,还没有一个系统用于长期体外共培养结肠粘膜屏障,以支持这些高度氧敏感微生物的生长。GuMI装置使研究人员能够精确控制系统内的氧气水平,使厌氧细菌能够在肠道屏障上方的粘液层中生长,这与人类的生理学非常相似。微泵循环细胞培养基,以确保细胞得到营养,并从系统中去除细菌,以进行微生物组的特定分析。微流控器官芯片网在预测期(2020-2027年),全球器官芯片市场预计将以39.70%的高复合年增长率增长。
对于临床前药物开发,英国CN-Bio的的MPS(微生理系统)平台,也即器官芯片系统PhysioMimix,在评估新药时提供有价值的预测分析和指导,其具备以下特点和优势:1)与标准实验室系统兼容;2)在对人体进行药物试验之前,检测潜在的副作用和毒性标记,3)预测用于治l一个器g的药物是否会对另一个器g产生不良影响;4)用与人类更相关的体外模型加强或取代动物研究;5)探索诊断和精确医学应用;6)在单个实验中评估一系列药物剂量选择和组合。
OOC器官芯片模型和其他MPS的应用程序多种多样-就像它们的制造和设计方法一样。已为大多数组织类型开发了Organoid,器官芯片模型和其他MPS,并提供了前所未有的进行毒性测试,个性化药物以及PK/PD和疾病机制研究的机会。考虑到它们在药物开发中的重要性,已大力致力于开发吸收和代谢模型。肠道药物吸收的测定通常采用静态2D单层培养中的结肠腺ai细胞(Caco-2)。尽管它们很受欢迎,但Caco-2分析存在固有的局限性,导致对细胞瓶药物转运的严重预测不足。创新的器官芯片技术为克服这一问题提供了机会,因为可以更精确地复制体内条件。改善肠道MPS上皮屏障的完整性是当务之急,这可以通过测量跨上皮电阻来评估。为了实现这一目标,在英国CN-Bio的Physiomimix平台上已经将Caco-2细胞与其他肠细胞(如杯状粘膜细胞)共培养,以提供进一步的复杂性并补充动态灌注模型。 器官芯片问世的意义在于弥补了传统的临床前动物模型无法真实反映人体对药物药效和毒性的真实反映的空缺。
英国CNBio的PhysioMimix器官芯片可在一系列培养条件下进行先进的长时间体外肝脏培养以及进行不同阶段NAFLD/NASH疾病模型的构建。此生理相关的实验模型旨在帮助加速针对该慢性肝病的新疗法研究的进程。使用器官芯片,我们已经开发出了一种完整的人类灌注体外NAFLD模型,利用3D培养的原代人肝细胞(PHH)来模仿肝脏的微体系结构。细胞使用高浓度的游离脂肪酸培养长达四周,以诱导细胞内甘油三酸酯(脂肪)累积并模仿肝脂肪变性。研究了该模型中细胞的CYP酶活性变化,以及对已知的肝毒性剂在IC:50浓度附近给药时的影响。器官芯片能够为体外药物测试提供更好的检测方式和试验效果,从而减低开发成本,缩短药物研发时间。肺器官芯片的发展
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。国产器官芯片微流控
系统的细胞培养模型对细胞微环境和体内生物控制有了新的认识,对生物系统和人类病理生理学的深入理解需要开发新的模型系统,以便在更相关的组织环境中分析细胞微环境中复杂的内部和外部相互作用。器官芯片工程系统提供了一个前所未有的机会来揭示人体组织的复杂和层次性。器官芯片是一种多通道三维微流体细胞培养船,它刺激整个机体的活动、机制和生理反应。这些微型设备是半透明的,它们提供了一个观察人体机体内部工作的窗口。这项技术正被用于开发一整套人体器官芯片,如肺、肠道、肝脏、心脏、皮肤、骨髓、胰腺、肾脏,甚至是一个模拟血脑屏障的系统。英国CN Bio的Physiomimix器官芯片正是基于实现此远大目标而应运而生。国产器官芯片微流控
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