什么是器官芯片技术?

器官芯片技术 (OoC) 是一种微制造工艺,用于制造心脏、肺或肠道等器官的微型模型。 在预制聚合物或塑料载体上,细胞经定向排布与培养,生成类似器官的组织。

精细的微流体通道为这些细胞提供营养物质、氧气或空气,并产生类似于体内环境中的流动和浓度梯度。 通过这种方式,能够实现对力学因素以及多种细胞类型之间复杂相互作用的重现与模拟。 由此产生的模型能够为疾病研究和药物测试提供高度拟真且可靠的数据。

生物打印如何改变药物测试

为攻克各类疾病,医学研究领域一直在不断探索和开发新的药物。 药物研发周期长、成本高:候选药物首先需通过多项临床前研究,包括细胞培养(体外)或动物实验(体内)。

在获批前的最后阶段,还需进行人体临床试验。 平均而言,每种药物的开发过程中会测试五种候选活性成分,其中最终有四种会失败——即所谓的“后期失败”。 原因在于,临床前研究的结果往往难以直接应用于人体。

采用生物打印技术制备的器官芯片,能够获得显著更佳的测试效果。 借助微流控芯片上这些微小的人体组织样本,可以在临床前研究中更精确地测试药物的疗效和副作用。 通过这种方式,不适宜的候选活性成分就能够在明显更早的阶段被筛选淘汰。 由此节省了时间和成本,从而使新药研发更快、成本更低。

Falk Tauber 博士,弗莱堡大学 livMatS 卓越团队


“借助器官芯片系统,我们可以在临床前研究中,在由人体细胞构成的类器官结构上测试药物。与传统的细胞培养或动物实验相比,其结果要精确得多。”

Andreas Blaeser 教授、工学博士,达姆施塔特工业大学

用于组织培养过程的精确液体控制

Festo 携手达姆施塔特工业大学专家,展示了生物打印流程的自动化方案。该方案包括采用键合板技术的微流控芯片的非接触式传输解决方案。 这种多层塑料键合板具备采用精细结构的微通道,能够实现对液体的精确计量与操控。

SupraMotion:未来实验室中的非接触式操作

借助 Festo 独有的超导体技术,可实现物体的非接触式输送。 在此过程中,运动系统始终位于洁净室之外,不会带入任何颗粒物。 系统表面保持洁净且易于清洁。 这项创新技术可与生命科学领域的自动化解决方案相结合,形成一套工艺可靠的整体方案,满足极高的卫生和洁净度标准。

Sebastian Schrof,企业仿生项目部


“我们首度结合 SupraMotion 与 Diffusion Bonded Manifold 两大前沿技术,实现了器官芯片自动化制造。”

Sebastian Schrof,企业仿生项目部

供下载的 CAR-T 细胞疗法宣传页



供下载的手册
助力药物研发的器官芯片 (PDF)


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