基于微流控技術(shù)的器官芯片用于納米藥物研究的新型工具

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近日，華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院生物材料研究中心劉昌勝院士/陳曦副教授在《生物活性材料》（Bioactive Materials）上發(fā)表題為“Organ-on-a-Chip Platforms for Accelerating the Evaluation of Nanomedicine”的綜述文章。

目前新藥的研發(fā)周期平均在12.5年左右，且據(jù)FDA的數(shù)據(jù)報(bào)告顯示，經(jīng)過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證安全有效的藥物中，90%以上都會(huì)在人體臨床試驗(yàn)中失效，而高投入低產(chǎn)出是藥物（包括納米藥物）研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀。主要原因是用于新藥研究的靜態(tài)二維細(xì)胞培養(yǎng)模型（如培養(yǎng)皿或孔板），難以真實(shí)反映人體內(nèi)組織/器官的三維結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)存在狀態(tài)。

而基于微流控技術(shù)的器官芯片是一種極有可能的用于納米藥物研究的新型工具。器官芯片是一種多通道且包含連續(xù)可灌流腔室的三維細(xì)胞培養(yǎng)裝置，主要由芯片中為模擬實(shí)體器官而培養(yǎng)的細(xì)胞和芯片周邊模擬的微環(huán)境兩部分組成。

該綜述系統(tǒng)地回顧了用于納米藥物評(píng)估的器官芯片及其最新進(jìn)展，并提出器官芯片在納米藥物評(píng)估中所面臨的挑戰(zhàn)。作者首先討論納米藥物在器官芯片上的研究結(jié)果，接著分析這些器官芯片在納米藥物評(píng)估上的局限性并提出可能的改進(jìn)方法。最后作者提出展望：未來，器官芯片將主要應(yīng)用于疾病檢測、藥物篩選及個(gè)性化醫(yī)療等方面，同時(shí)將繼續(xù)為納米醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供強(qiáng)大支撐。

材料科學(xué)與工程學(xué)院劉昌勝院士和陳曦副教授為共同通訊作者，2020級(jí)碩士研究生張鑫平為第三作者，美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Yu Shrike Zhang教授合作參與。該成果得到了國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項(xiàng)目的資助。

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