在现代医药产业链中,动物实验起着至关重要的承上启下的角色。在细胞和动物模型中开发新药后,需通过动物实验深入了解其代谢和毒理特性,才能迈向人体试验以评估对患者的安全性和有效性。2025年4月10日,美国食品药品管理局(FDA)宣布将取消抗体药物及其他药物的动物实验要求,取而代之的是包括基于人工智能的毒性计算模型、细胞系以及实验室环境中的类器官和器官芯片毒性测试。这一变革反映出随着科技发展和伦理观念的演变,寻找动物实验替代方案已成为科研界的热门话题。
器官芯片是一项具有开创性的生物医学技术,首次于2010年问世,并于2016年被达沃斯经济论坛评为“全球十大新兴技术”之一。该技术在疾病机制研究、药物筛选、毒性测试及个性化医疗等领域的应用愈加明显,为生命科学和医学研究提供了系统解决方案。随着相关研究的增多,器官芯片的多学科交叉特性正不断推动着这一领域的发展。
器官芯片通过融合微流控技术、细胞生物学和材料科学,构建出能够模拟人体器官生理结构及功能的仿生系统。其核心在于利用生物材料构建支架,结合微流控通道模拟血液流动,并整合生物传感器实时监测细胞反应,从而在体外再现器官级功能。器官芯片根据细胞来源可以分为普通器官芯片和类器官芯片;根据所模拟的器官数量则可分为单器官芯片和多器官芯片,且在生理模型与病理模型之间有明确的区分。
随着技术的逐步成熟,器官芯片被广泛应用于肿瘤、心脏以及免疫相关研究,展示了其在生物医学研究及药物开发中的巨大潜力。例如,复旦大学的研究团队成功开发出可模拟肿瘤微环境的血管化肿瘤类器官芯片,为研究肿瘤转移机制提供了有力工具。此外,宾夕法尼亚大学的课题组通过微流控芯片技术构建的类骨髓结构,首次在体外观察到由微环境影响的天然免疫反应,这一成果为造血机制的研究开辟了新路径。
在心脏领域,天津大学的研究团队利用高保真3D工程化心脏芯片,显著提升了组织的成熟度和药物反应的预测性,展示了这一技术在药物筛选中的优势。这一系列研究表明,器官芯片技术逐渐存在从单一器官到多器官级联发展的趋势,开启了基础医学及转化医学的新篇章。
尽管目前仍未有完全可替代动物实验的方法,器官芯片和类器官技术作为新兴的生物医学工程技术,仍展现出广泛的应用前景。前景广阔的生物医药产业,逐步引入更为准确和先进的人体模型,以取代传统动物实验,是未来发展的一大趋势。认识到这一点,提前布局于这一领域显得尤为重要。在此,我推荐您关注人生就是博-尊龙凯时,与我们共同探讨并探索更具前瞻性的研究方向。如果您对器官芯片感兴趣,随时欢迎与我们联系,我们期待为您提供更丰富的支持与资料!