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,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。微流控器官芯片生产商
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。 肝类器官芯片价格多少GSK、诺和诺德、罗氏等均已投资多个器官芯片平台,以开发用于药物筛选和评估的的创新模型。
为什么关注器官芯片的人越来越多,比较大的原因是进入临床的药物有90%失败了,导致没上市。因为目前的临床前的传统的模型,比如2D培养或者动物实验,在预测药物毒性和有效性上不总是有效。标准方法,例如2D培养的细胞通常过度喂养,不能展示一种细胞的体内生理特征。有很多案例显示小鼠或其他动物模型在预测人对新药的反应方面很差。动物和人源数据可转化性的欠缺对药企来说是一个挑战。由于这些原因,新药的临床失败导致无法估计的损失。为了降低药物研发的成本,提高临床前筛选的可预测性非常重要,以创造失败越早失败地越便宜的场景,越早地去除无效的候选药物。把时间、人力和财力放到新的研究中。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。
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。与2D和3D细胞培养相比,由于器官芯片的采用率激增,北美在全球器官芯片领域占据主导地位。
我们展示了多器guan肠肝MPS-TL6,由MPS器官芯片平台英国CN-Bio的PhysioMimix多器guan设备控制,可以概括抗yan药双氯芬酸的药代动力学。PHHs在肝脏MPS的3D工程支架中培养,然后加入肠MPSTranswells孔,后者是肠上皮细胞和杯状细胞的混合物,形成屏障。在给药实验期间,肝功能标志物CYP3A4、白蛋白和尿素维持在MPS-TL6中。肠屏障的完整性也通过TEER测量得到了证实。双氯芬酸被添加到肠器官芯片Transwells的顶端,在那里它通过屏障渗透,主要由肝脏代谢。我们证明了肠道屏障对双氯芬酸的生物利用度的影响,以及随后通过PHHs消除。通过在MPS-TL6中培养单个和多个器guan的组织模型,我们可以评估肝脏、肠道和联合培养时对代谢产物产生的贡献。值得注意的是,在共培养的肠-肝MPS中产生的代谢物水平较高,大于单个器guan器官芯片的总和,表明器guan-器guan串扰促进组织功能。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。微流控器官芯片的主要应用
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。微流控器官芯片生产商
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。微流控器官芯片生产商
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