上期我们为大家介绍了“器官芯片整体解决方案(一):肿瘤(类器官)芯片及肝脏芯片的三大应用”,本期将着重介绍肠道芯片及肺芯片的相关应用,助力科学家提升药物研发效率、优化毒理学测试,并推动疾病模型研究的深入发展。
Caco-2细胞单层培养作为一个公认的体外模型,用于预测药物通过肠屏障的渗透性,但该模型也存在显著的局限性。与人类小肠相比,Caco-2模型的跨上皮电阻(TEER)值通常高出一个数量级,且未能再现小肠的细胞多样性,主要表现为上皮成分。近年来,针对临床前药物开发和疾病研究的体外模型逐渐向器官芯片(OOC)转变,通过模拟组织中的血流和培养多种细胞类型,以更好地反映细胞的多样性。这种多效应的微生理系统(MPS)为药物渗透性的预测改进提供了机遇。
在此背景下,我们利用Caco-2与HT29两种肠细胞构建了肠芯片,采用TEER评估发现该器官芯片的数据与真实的人体相符,且其对药物渗透性的预测能力明显优于传统的Caco-2静态培养物。针对此,来自芬兰的器官芯片供应商AKTIA亦提供创新技术,每块芯片可高达128个样品,且与Bio-Spun合作开发了可生物降解的3D电纺纳米纤维膜,提高了使用便利性和效率,且避免了涂层引起的变异性。
此外,西班牙供应商Beonchip的BE-Doubleflow为肠道模型的构建带来了灵活性,其液流控制系统能够兼容多种泵,提高了研发初期用户的友好体验。
针对肺部相关疾病,如肺炎、急性肺损伤、慢性阻塞性肺疾病(COPD),以及评估肺部污染和预防性治疗的发展,肺是最易受感染和损伤的内脏器官。全球范围内,呼吸系统疾病是死亡及残疾的主要原因之一,且在十大死因中占据三席。这种迫切需求与治疗产出之间的差距,部分源于缺乏与人类相关、能够准确预测药物反应的临床前模型。为此,CNBio的PhysioMimix器官芯片(OOC)系列微生理系统(MPS)提供了一种有效的体外肺模型,通过灌流、原代细胞共培养与气液界面(ALI)的结合,为新疗法的研发铺平了道路。
与此类似,AKTIA技术在肺芯片构建方面亦表现优异,支持32-128个样品的通量,降低了时间和成本。其使用医用级环烯烃聚合物(COP)和环烯烃共聚物(COC),确保了气体渗透率的准确控制,便于在MPS芯片上进行缺氧实验。
以上便是关于肿瘤(类器官)芯片、肝脏芯片、肠道芯片及肺芯片的整体解决方案。如果您对器官芯片的构建、应用或技术有任何疑问,请随时联系我们。同时,欢迎关注鸿运国际公众号,回复关键词“器官芯片”获取更多技术资料。下期我们将介绍血脑屏障芯片、神经芯片、皮肤芯片及其他器官芯片的相关内容,请持续关注鸿运国际的器官芯片整体解决方案(三)。