器官芯片：可以彻底改变制药业的微流控技术

摘要

器官芯片设备或组织芯片是市场上需求最高的微流控芯片，能够彻底改变制药行业。近年来，各种各样的器官上-A-芯片已经设计并试验成功-心脏在一个芯片上，肝脏在一个芯片上，大脑在一个芯片上，肾在一个芯片上，肠在一个芯片上，并在眼睛芯片，仅举几例。

什么是器官芯片？

器官芯片是一种微型装置，通常比手掌还小，它采用微流体技术创建微米级尺寸的微通道和腔室，用于在类似于细胞自然栖息地的微环境中培养细胞。

这些微流体装置是密封和无菌的，由光学透明材料制成，可以对细胞进行视觉和实时监测和分析。

器官芯片设备由生物相容性聚合物材料制成，具有模块化特性。芯片的模块化允许将传感器和执行器等多个模块连接到主微流体芯片，以对细胞进行分析或操作。

芯片上的器官比传统的细胞培养方法（如皮特里培养皿和烧瓶）或 3D 细胞培养技术更具优势，并且可以改变制药和生物技术行业的范式。

为什么器官芯片很重要？

遵守安全协议和程序以推出新的药物系列是艰巨的。它需要多个步骤的临床前和临床试验来验证新药的适用性。

药物开发管道可能会在四个阶段（发现、临床前研究、临床试验、FDA 审查）中的每一个阶段脱轨，给制药公司带来重大的经济损失。新化合物失效的时间越长，失效的成本就越高。

与开发一种获得市场认可的新化合物相关的估计成本约为 25 亿美元。

在将新药用于临床试验以降低成本之前，新技术可以极大地帮助评估新药的功能。

药效学和药代动力学的 2D 测试和体外分析是将药物用于下一步（包括临床前测试）之前的常见做法。

我们体内的器官具有 3D 性质，细胞的复杂行为无法在 96 孔板等 2D 培养物中充分建模。

动物模型也不是测试人类特异性药物的理想选择。该技术需要升级才能以高通量利用复杂的微环境。

在新技术中，通常称为器官芯片 (OOC) 的微流体组织芯片在这方面非常成功。

我们体内的器官具有 3D 性质，细胞的复杂行为无法在 96 孔板等 2D 培养物中充分建模。

动物模型也不是测试人类特异性药物的理想选择。该技术需要升级才能以高通量利用复杂的微环境。

在新技术中，通常称为器官芯片 (OOC) 的微流体组织芯片在这方面非常成功。

我们体内的器官具有 3D 性质，细胞的复杂行为无法在 96 孔板等 2D 培养物中充分建模。

动物模型也不是测试人类特异性药物的理想选择。该技术需要升级才能以高通量利用复杂的微环境。

在新技术中，通常称为器官芯片 (OOC) 的微流体组织芯片在这方面非常成功。

器官芯片是微流体系统，旨在创造更复杂的生理环境，以培养和控制体内特定器官的 2D 或 3D 结构中的细胞。

这些微流体芯片可以精确控制微环境以模拟细胞的自然生理条件。

近年来，器官芯片在药物开发和疾病建模方面引起了极大的关注。

与传统的 2D 细胞培养和动物模型相比，微流体技术使研究人员和制药行业能够以更现实的方式在临床前环境中测试药物。

用于制造器官芯片的透明材料能够对细胞进行实时成像和监测。此外，微流体通道中的流体流动 在细胞附近，除了使细胞暴露于身体的自然剪切力和流动动力学之外，还可以将营养物质、药物、细胞因子等输送到细胞中。

器官芯片如何工作？

原则上，芯片上的器官由主微流体室组成，内衬人类细胞系，连接到微通道网络，用于灌注和废物提取。微流体室由生物相容性材料制成。

通常，聚二甲基硅氧烷 (PDMS)用于创建这些微室。PDMS 是微流体工业中使用最广泛的聚合物，因为它具有简单和标准的制造方法、生物相容性、光学透明性、无毒、可压缩性和气体渗透性等优异特性。

然后在无菌条件下在这个微室中培养感兴趣的细胞。微型腔室可以是具有微米级尺寸的简单腔室。细胞培养微室可以通过多种方式进行修改，以帮助更好地模拟细胞的自然环境。

根据实验的规范，可以利用广泛的表面图案或修改。例如，用天然 ECM 衍生的蛋白质修饰表面可以增加贴壁细胞对表面的粘附。

微室通常连接到多侧微通道。这些侧微流体通道可以用于多种用途。它们可用于向细胞输送营养物质、细菌、病毒和化学物质，或清洗细胞并丢弃废物。

此外，它们可用于机械或电操纵细胞。在更复杂的系统中，器官芯片可以包括多层细胞，以制作更全面的模型或研究细胞相互作用。

与不同器官相关的器官芯片可以相互连接以同时分析多个器官。例如，芯片上的心脏可以通过它们的共同血管通道连接到芯片上的肝脏，以进行新药的心脏毒性测试。

哪里可以买到器官芯片？

随着器官芯片在制药行业以及学术和基础研究中的发展和显示出前景，市场对这些芯片的需求增加。微流体芯片通常需要洁净室基础设施进行制造，这可能非常昂贵。

虽然您可以购买现成的产品，但在许多情况下，器官芯片需要根据您自己的实验规格进行定制。

顶旭微流控在设计和微流控方面积累了多年的经验单层和多层微流体器官芯片。无论您是否已准备好设计并且希望以经济实惠的价格制造器官芯片，或者您对器官芯片有惊人的想法但没有设计和制造经验，顶旭微流控将随时为您提供帮助. 立即联系我们，以合理的价格购买高质量的器官芯片。