器官芯片是由光學(xué)透明的塑料、玻璃或柔性聚合物等構(gòu)成的微流控細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)備，包括由活細(xì)胞組成的灌注空心微通道，通過體外重建組織器官水平的結(jié)構(gòu)功能，再重現(xiàn)體內(nèi)器官的生理和病理特征。器官芯片在類器官的基礎(chǔ)上，更加有效的模擬藥物代謝、器官之間的相互作用。
器官芯片詮釋FDA微生理系統(tǒng)概念
如下圖中的肺器官芯片，是目前模擬肺部體外生理功能的優(yōu)秀模型，其上下兩層被生物膜所分開。上層為肺細(xì)胞，流通的是空氣；下層為肺毛細(xì)血管細(xì)胞，流通的是培養(yǎng)液。兩邊為真空側(cè)室，通過循環(huán)吸力來使得兩側(cè)的真空通道進(jìn)行伸縮，從而帶動膜上細(xì)胞的收縮，實現(xiàn)傳統(tǒng)培養(yǎng)皿不可能實現(xiàn)的呼吸功能。
開發(fā)新藥的研發(fā)成本模型
器官芯片的核心技術(shù)之一微流控，是指精確控制微量流體，甚至創(chuàng)建濃度梯度，利用微流體技術(shù)使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)和其它化學(xué)信號以可控的方式運動和傳遞，可構(gòu)建和模擬人體組織微環(huán)境。美國NIH、FDA和國防部曾在2011年牽頭推出 “微生理系統(tǒng)" 計劃，把器官芯片技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用上升到國家戰(zhàn)略層面。
來源：Vunjak-Novakovic, et al., (2021). Organs-on-a-chip models for biological research. Cell
微流控芯片的常用材料包括PDMS（聚二甲基硅氧烷）、玻璃、硅、PMMA等。PDMS材料無毒透明、成本低廉，但存在非特異性地吸收小分子的問題。玻璃和硅材料可達(dá)納米級加工精度，但成本較高。目前學(xué)界已圍繞各種熱塑性塑料展開相關(guān)探索，如聚氨酯、環(huán)烯烴聚合物和共聚物等。
來源：Organs-on-Chips Market and Technology Landscape 2019
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類器官的培養(yǎng)
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類器官培養(yǎng)是一種模擬人體器官結(jié)構(gòu)和功能的培養(yǎng)技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，類器官培養(yǎng)的過程比較漫長且試劑昂貴，需要借助專業(yè)的設(shè)備才能實現(xiàn)。
蘭伯艾克斯的LAB-MI二氧化碳搖床式培養(yǎng)箱是一種適用于類器官培養(yǎng)的設(shè)備，具有明顯的優(yōu)勢。該設(shè)備采用先進(jìn)的搖床技術(shù)，能夠更好地適應(yīng)類器官3D生長的特性，促進(jìn)細(xì)胞增殖和分化。此外，該設(shè)備還具有穩(wěn)定的二氧化碳環(huán)境控制功能，能夠為細(xì)胞提供更加真實的生長環(huán)境。
蘭伯艾克斯作為一家研發(fā)制造能力強(qiáng)的公司，可以配合微流控、器官芯片、組織工程等應(yīng)用定制開發(fā)，為類器官培養(yǎng)提供更加專業(yè)的解決方案。
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