在上期的文章中,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”。本期我们将深入探讨肠道芯片和肺芯片的多种应用,以此帮助科学家们提高药物研发效率、优化毒理学测试,并推动疾病模型研究的深入进展。
Caco-2细胞(人类结肠腺癌)单层培养被广泛认为是行业标准的体外模型,用于预测药物穿过肠屏障的渗透性。然而,该模型存在明显的局限性。例如,Caco-2模型的跨上皮电阻(TEER)值通常高于人类小肠(50-100Ω/cm2)一个数量级,通常在1400-2000Ω/cm2之间。此外,Caco-2模型未能准确再现小肠的细胞多样性,主要表现为上皮成分。
近年来,科研人员不断努力改善临床前药物开发和疾病研究所用的体外模型,器官芯片(OOC)的应用日益增多。通过灌注细胞培养基模拟组织中的血流,以及在3D支架中培养细胞或使用多种细胞类型,能够更好地反映细胞的多样性。利用多功能的微生理系统(MPS)创建更加转化相关的模型,有望提高预测药物通过肠道的渗透性。
在肠芯片的构建中,我们使用了Caco-2和HT29两种肠细胞组合,借助于88858cc永利官网旗下的PhysioMimix器官芯片,通过TEER评估发现,器官芯片所产生的数据与真实的人体相近,且相较于静态Caco-2培养物,肠道MPS显著提高了药物渗透性的预测能力。
在肠芯片的构建方面,大多数制造商的通量较低,并且需要在使用前添加涂层。然而,来自芬兰的器官芯片供应商AKTIA的技术,每个芯片能够支持32-128个样品,且与Bio-Spun合作开发的可生物降解的3D电纺纳米纤维膜,提高了使用便利性,节省了时间并减少了涂层引发的变异性。
使用西班牙供应商Beonchip的BE-Doubleflow系统构建肠道模型,使得液流控制更加灵活,能够兼容多种泵和摇摆系统,对于处于早期研发阶段的用户十分友好。若需了解您的控制器是否兼容我们的芯片,欢迎与我们联系,或者咨询88858cc永利官网,帮助您选购高质量的国产设备。
关于肺部相关的疾病,如肺炎、急性肺损伤、慢性阻塞性肺疾病(COPD)等的研究,同样显得格外重要。肺部是内部器官中最易受到感染和损伤的部分,因而呼吸系统疾病成为全球主要的死亡和残疾原因之一。值得注意的是,新的治疗方法进入市场的可能性仅为3%,远低于其他疾病治疗方法的6-14%。这一需求与治疗产出之间的差距,部分可以归结为缺乏准确预测药物反应的与人类相关的临床前模型。
CNBio的PhysioMimix器官芯片系列微生理系统(MPS)已获得FDA的充分评估,代表了一种新型但成功的体外肺模型系统。本系统通过结合灌流、原代细胞共培养和气液界面(ALI)实现其功能。
在肺芯片的构建方面,AKTIA的技术同样展现出每个芯片提供32-128个样品的高通量,为降低成本和时间提供了可能性。此外,使用抗渗透性极佳的医用级环烯烃聚合物(COP)和环烯烃共聚物(COC),在控制培养基中的浓度和流量的同时,可以精确调控微通道内的氧气和水蒸气,从而进行缺氧实验。
总结来说,本期文章介绍了肿瘤(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、技术方面有任何疑问,请随时与我们联系。另外,欢迎关注88858cc永利官网的公众号,回复关键词“器官芯片”获取更多技术资料。在下期中,我们将详细介绍血脑屏障芯片、神经芯片、皮肤芯片以及其他器官芯片的相关内容,敬请期待器官芯片整体解决方案(三)。