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器官芯片在生物医药领域具有广泛应用前景2024-09-23 08:42:31

器官芯片是近年来发展起来的一项变革性生物医学技术,在生物医药领域具有广泛应用前景。器官芯片通过精确调控微环境理化因素,如机械流体、组织界面、因子梯度和细胞间相互作用等,可在体外仿生构建更近人体生理的3D组织微环境,为实现复杂器官功能重塑和组织器官间互作等提供了新的策略和思路。通过类器官工程与器官芯片进行体外组织器官结构和功能重塑对于理解生命系统、健康和疾病以及药物研发非常重要。

人体肝脏是维持人体正常生理活动的重要器官,具有复杂结构和多种功能,包括血糖调控、蛋白合成、解毒和药物代谢等,传统肝脏模型在反映人体肝脏生理、组织特异性功能、疾病研究和对药物反应等方面仍存在一定局限。秦建华团队总结了以器官芯片为代表的新型肝脏体外模型的设计策略、技术特点及其在生物医学领域的研究进展。重点介绍了肝器官芯片仿生构筑和实现肝组织微环境模拟的关键要素,包括多细胞组分、肝窦/肝小叶结构、生化因子梯度和流体因素等,并对未来结合其他先进手段(如类器官、生物材料和基因编辑)等,建立高度生理相关性的肝器官芯片和微生理系统的发展前景予以展望。王亚清等以胎盘芯片为例,重点介绍了胎盘芯片模型的构筑原理和关键要素,如多细胞组分、胎盘屏障、氧张力、流体剪切力和细胞外基质微环境等,并且展望了未来结合其他工程策略,如类器官、生物打印、生物材料和传感等开发先进的体外胎盘模型并推动其在生殖医学领域的应用前景。
 
血管网络有助于完善类器官结构、功能及支持其体外长期存活,然而类器官的血管化一直是限制其领域发展的瓶颈问题。张京钟和余爽团队总结了目前血管化类器官的最新进展及用于血管化的构建策略与方法,包括微制造、生物三维打印、生物材料及微流控技术等工程技术在血管化类器官方面的应用。
 
出自《类器官、器官芯片与合成生物学:前沿科技交响曲》作者:李天晴,秦建华。