在上期中，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3大应用”。本期将重点讲解肠道芯片和肺芯片的相关应用，这对科学家提升药物研发效率、优化毒理学测试以及推动疾病模型研究的深入发展具有重要意义。

Caco-2细胞（人类结肠腺癌）单层培养是预测药物通过肠屏障渗透性的公认行业标准。然而，该模型存在明显的局限性。例如，与人类小肠（50-100Ω/cm²）相比，Caco-2模型的跨上皮电阻（TEER）值通常高出一个数量级（1400-2000Ω/cm²），且未能再现小肠的细胞多样性，仅表现为上皮成分。近年来，研究者们一直在寻求改进临床前药物开发和疾病研究中的体外模型，尤其是器官芯片（OOC）的应用日益增多。通过灌注细胞培养基以模拟组织中的血流、在3D支架中培养多种细胞类型，有助于更好地反映细胞多样性。

本次我们利用MPS创建了更多转化相关模型，以期改善用于预测药物渗透性的肠道体外模型。使用Caco-2/HT29两种肠细胞构建的肠芯片显示出良好的实验数据，结果表明该设备与真实人体数据非常接近，并且与静态Caco-2培养物相比，肠道MPS在药物渗透性预测能力上有显著提高。

在肠芯片技术的构建上，多数供应商面临通量低、需要预先加入涂层等问题。然而，来自芬兰的器官芯片供应商AKTIA的技术能够在每块芯片上提供32-128个样品的通量，并且与Bio-Spun合作推出的可生物降解的3D电纺纳米纤维膜更是提升了使用便利性，节省了实验时间并减少了涂层引起的变异性。此外，西班牙供应商Beonchip提供的BE-Doubleflow液流控制系统为肠道模型的搭建提供了更大的灵活性，既可以兼容注射泵和蠕动泵，又能搭配摇摆系统，极为友好，特别适合早期研发的用户。

接下来，我们将探讨肺芯片的相关应用。肺脏是最容易受到感染和损伤的内部器官，其面临着来自环境中的颗粒和病原体的持续威胁。呼吸系统疾病是导致死亡和残疾的主要原因之一，慢性阻塞性肺病（COPD）、下呼吸道感染和肺癌位列全球十大死因中。尽管治疗新方法的市场进入率仅为3%，而其他疾病的平均入市率为6-14%，这种差距部分源于缺乏能准确预测药物反应的与人类相关的临床前模型。

在这方面，CNBio的PhysioMimix器官芯片（OOC）系列微生理系统获得了FDA的充分评估，提供了一种新颖且成功的肺部体外模型系统，结合了灌流、原代细胞共培养和气液界面技术。虽然许多供应商在肺芯片的构建上面临通量低的挑战，但AKTIA的技术成功实现了每块芯片32-128个样品的通量，降低了成本和时间。同时，该芯片采用医用级环烯烃聚合物（COP）和环烯烃共聚物（COC），有效阻止氧气和水蒸气的透过，实现精准控制培养基中的气体浓度，适合缺氧实验。

以上就是“器官芯片整体解决方案（廿一）：肠道芯片及肺芯片”的介绍。如果您对器官芯片的构建、应用或技术方面有任何疑问，欢迎联系我们。请关注Z6·尊龙凯时的公众号，回复关键词“器官芯片”获取更多技术资料。我们将在下期详细介绍关于血脑屏障芯片、神经芯片、皮肤芯片及其他器官芯片的内容，敬请期待整体解决方案（三）。