鉴于I期试验中只有十分之一的临床前候选药物可能会获得市场认可,因此迫切需要更好的临床成功预测指标。由于药代动力学和药效学(PK/PD)的物种差异,体外模型过于简化以及对基本病生理的了解不足,将体外研究的结果转化为体内情况仍然是一个挑战。终止通常归因于动物研究中发现的安全问题,可以通过更准确地预测吸收,分布,代谢和排泄(ADME)谱来很大程度地减少。尽管2D单层细胞培养实验和动物模型已深深地嵌入到药物基础设施中,但仍然存在明显的差距,效率低下和不准确之处,因此需要新的替代和补充研究模型。在生物工程和细胞生物学的交叉中,存在着一种新的发现和开发药物的方法,人们正在寻求这种新方法来克服众所周知的低临床成功率。微生理系统(MPS),也即器官芯片系统是一类新兴的体外模型,有望通过在研发的关键阶段提供可靠的生理相关数据来加快药物开发。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。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。东南大学类器官芯片中国代理权
器官芯片是先进的体外培养模型,桥接传统的体外2D模型和体内模型之间的鸿沟。通过迷你化形成人为的微环境,极尽可能地模拟人体内的生理环境,用于细胞生长,从而将细胞对药物/化合物产生的反应转化成临床数据。典型特征是在液流环境下对人源细胞进行3D培养,复制自然的组织形态、细胞之间相互作用;相比于细胞系更倾向于用原代细胞,并且整合液流系统,从而提高营养的供给、以及管理代谢的废物。一旦开始在其他人造器官芯片上测试病毒和细菌,下一步可能是在器官芯片环境中测试药物与病原体的相互作用。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。进口器官芯片资讯器官芯片设备产生多层次的组织功能,这在传统的2D和3D培养系统中是不可行的。
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。
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。 相比于2D的细胞培养,静态3D培养,以及动物模型,器官芯片具有更多的优势。
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。关于器官芯片市场现状
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。东南大学类器官芯片中国代理权
器官芯片模型的可用性为理解人类疾病的发病机制提供了大量机会,并为筛选药物提供了潜在的更好模型,因为这些模型利用了类似于人体的动态3D环境。尽管芯片上器guan模型存在局限性,但新技术的出现提高了其转化研究和精确医学的能力。全球器官芯片市场按型号和用户进行细分。模型类型包括肝芯片模型、肺芯片模型、心脏芯片模型、肾芯片模型、定制和多器官芯片模型等,用户包括制药公司、研究机构等。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。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。东南大学类器官芯片中国代理权
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