微流控器官芯片protocol

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。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protocol

设计和制造单器官芯片和多器官芯片微物理系统（MPS）的先进器官芯片公司英国CN-Bio宣布，它已获得麻省理工学院（MIT）和美国东北大学（Northeastern University）的一种新型肠道微生物组建模工具GuMI的许可权。该技术计划于2023年投入商业应用，将集成到CN-Bio的PhysioMimix OOC单器官芯片和多器官芯片MPS系列中，使研究人员能够研究微生物组与肠道之间的直接相互作用，以及微生物组对肝脏和大脑等器g的更大的影响。研究人类微生物组及其对人类健康影响的能力是一个具有重大研究兴趣的领域，也是器官芯片技术的关键应用。 多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。

微物理系统（MPS）又称OrganonChip（OOC）、器官芯片，旨在表征人体组织的结构和功能特征。与传统的二维平皿细胞培养相比，MPS可以利用多种细胞类型，在三维支架中培养，在灌注状态下模拟组织中的血流。它们可用于临床前药物吸收、分布、代谢和排泄（ADME）研究，以获得相关的人体数据，并有助于告知剂量方案和有效药物浓度等参数。MPS包含一系列平台，这些平台通过使用微工程技术（通常与3D微环境结合使用）来模仿组织功能的各个方面。此类系统已报告为3D球体，类器guan，器官芯片，静态微图案技术和非物理芯片模型。

CN-Bio是DARPA（美国**高级研究计划局）授予麻省理工学院的10个器官芯片的“人体芯片”的资助项目的参与者。2018年3月，《自然科学报告》（Nature Scientific Reports）发布了该计划的一个里程碑，成功连接了10个组织的工程组织，一次准确复制人体组织相互作用长达数周之久，并允许研究人员测量药物对身体不同部位的影响。2018年2月，伦敦帝国理工学院（Imperial College London）的研究人员在《自然通讯》（Nature Communications）上发表了一篇文章，展示了CN-Bio该器官芯片技术（OOC、MPS技术）如何在芯片肝脏系统中实现病毒感ran（本例为乙肝）的研究。CN-Bio的器官芯片技术也在《生物世纪》、《经济学人》、《TechCrunch》、《英国广播公司》和许多专业科技出版物中出现。 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。

微流控器官芯片的微流体通道中可以包含各种各样的复杂组件，例如微泵系统，混合室，合成基质，传感器（可以集成到在线数据记录器中），阀门和可单独控制的气动管线。必须为多器官芯片MPS建立细胞交流的途径，这可能涉及可溶性因子或细胞跨基质迁移。可调的流速，MPS内和MPS外的混合和分布，以及可调节的氧合水平为研究人员优化细胞活力或提出实验性问题提供了高度的灵活性。微流控器官芯片这些紧凑且适应性强的系统背后是各种各样的设计和制造方法。计算机辅助设计工具用于生成微流体和微电子系统的数字3D设计，可以将其导入3D打印软件（也称为“叠加制造技术”）。组织工程支架的生产中存在多种3D打印方法。基于挤压的3D打印是一种成熟的方法，它使用逐层工艺直接沉积热塑性或热固性材料。相反，采用立体光刻技术来印刷整个微流体系统，并利用光和光反应性材料引起空间控制的光聚合。 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。动脉器官芯片微流控

器官芯片可用于疾病模型开发、药物毒性评估、药物代谢研究等应用。微流控器官芯片protocol

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。微流控器官芯片protocol

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