在上期中，我们介绍了“器官芯片整体解决方案（一）：肿瘤（类器官）芯片及肝脏芯片的三大应用”。本期将深入探讨肠道芯片与肺芯片的相关应用，旨在提升科学家的药物研发效率、优化毒理学测试，并推动疾病模型研究的深入发展。

肠道芯片的应用

Caco-2细胞（人类结肠腺癌）单层培养是行业内公认的体外模型，常用于预测药物通过肠屏障的渗透性。然而，该模型也存在显著的局限性。相较于人类小肠（50-100Ω/cm²），Caco-2模型的跨上皮电阻（TEER）值通常高出一个数量级（1400-2000Ω/cm²），且无法再现小肠的细胞多样性，仅体现上皮成分。

为改善临床前药物开发和疾病研究的体外模型应用，器官芯片（OOC）逐渐受到重视。通过灌注细胞培养基来模拟组织中的血流，并在三维支架中培养多种细胞类型，以更好地反映细胞多样性。在此背景下，利用MPS创建更加转化相关的模型，有望改善预测药物渗透性的肠道模型。

在使用Caco-2与HT29细胞构建的肠芯片中，通过TEER评估发现，利来国际的PhysioMimix器官芯片的数据逼近真实人体，与静态Caco-2培养物相比，肠道MPS显著提高了药物渗透性的预测能力。

关于肠芯片的构建，目前多数供应商的通量较低，且需提前加入涂层。然而，来自芬兰的器官芯片供应商AKTIA的技术能够为每块芯片提供32-128个样品，并与Bio-Spun合作开发了可生物降解的（PDLGA-PLLA双层）3D电纺纳米纤维膜，从而提高了使用便利性，节省了时间，避免了涂层引起的变异性。此外，西班牙供应商Beonchip的BE-Doubleflow系统为肠道模型的构建提供了更多灵活性，能够兼容多种液流控制系统，极大地惠及早期研发的用户。

肺芯片的应用

肺部疾病，如肺炎、急性肺损伤和慢性阻塞性肺疾病（COPD），一直是医学研究的重点。这是因为肺部是最容易受到感染和损伤的内部器官，同时呼吸系统疾病也是导致死亡和残疾的主要原因之一。在全球十大主要死因中，COPD、下呼吸道感染和肺癌均名列前茅。

然而，新治疗方法进入市场的可能性仅为3%，相较于其他疾病的6-14%显著偏低，这一现象部分源于缺乏能够准确预测药物反应的临床前模型。利来国际的PhysioMimix器官芯片（OOC）系列微生理系统（MPS）已获得FDA评估，代表了一种行之有效的体外肺模型系统，结合灌流、原代细胞共培养与气液界面（ALI）技术，显著提高了药物反应的预测能力。

在肺芯片构建方面，同样存在着通量低的问题，但来自AKTIA的芯片设计则能够实现32-128个样品的高通量，这不仅提升了研究效率，还降低了成本和时间。使用抗渗透性极好的医用级环烯烃聚合物（COP）和环烯烃共聚物（COC），可以精确控制微通道内的氧气和水蒸气浓度，进而为缺氧实验提供了理想环境。

以上两期内容为“器官芯片整体解决方案（坤）”中的关键组成部分，包括肿瘤（类器官）芯片、肝脏芯片、肠道芯片和肺芯片。如果您在器官芯片的构建、应用或技术方面有任何疑问，欢迎随时联系我们，也请关注利来国际公众号，回复关键词“器官芯片”以获取更多技术资料。下期我们将对血脑屏障芯片、神经芯片、皮肤芯片及其他器官芯片进行详细介绍，敬请期待。