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”。本期将聚焦于肠道芯片及肺芯片的相关应用，旨在帮助科学家提高药物研发效率、优化毒理学测试，并推动疾病模型研究的深入发展。

Caco-2细胞（人类结肠腺癌）的单层培养被广泛视为体外模型中的行业标准，常用于预测药物通过肠道屏障的渗透性。然而，该模型也存在明显的局限性。与人类小肠的跨上皮电阻（TEER）值（50-100Ω/cm²）相比，Caco-2模型的TEER值通常高达1400-2000Ω/cm²，显著偏离。此外，Caco-2模型未能显示出小肠的细胞多样性，仅限于上皮成分。近年来，针对体外模型的改进，尤其是器官芯片（OOC）的应用不断增加。通过模拟组织中的血流，并在3D支架中培养不同细胞类型，我们能更好地反映细胞多样性，以期构建更具转化性的药物渗透性预测模型。

采用Caco-2与HT29两种肠细胞，我们在英国CNBio旗下的PhysioMimix器官芯片中构建的肠芯片，TEER评估数据表明，该器官芯片反映的人体数据非常接近真实情况，相较于静态Caco-2培养，肠道微生理系统（MPS）提升了药物渗透性预测能力。

在构建肠芯片方面，许多供应商的通量较低，且需要提前加入涂层。而来自芬兰的器官芯片供应商AKTIA技术的进步，每块芯片可提供32-128个样本，显著提高了使用便利性。此外，AKTIA与Bio-Spun合作开发的可生物降解的（PDLGA-PLLA双层）3D电纺纳米纤维膜，不仅节省了时间，而且避免了涂层引发的变异。

使用西班牙供应商Beonchip的BE-Doubleflow构建肠道模型，提供了更大的灵活性。其液流控制系统兼容注射泵、蠕动泵及摇摆系统，特别适合处于早期研发阶段的用户。对于肺相关疾病的研究，如肺炎、急性肺损伤和慢性阻塞性肺疾病（COPD），器官芯片的应用将更加深入。

肺是最易受感染和损伤的内部器官，长期暴露于环境中的颗粒和病原体。呼吸系统疾病已成为全球主要的死亡和残疾原因之一，例如慢性阻塞性肺病（COPD）排名第三，下呼吸道感染第四，以及肺癌第六。尽管如此，新疗法进入市场的可能性仅为3%，而其他疾病的比例为6-14%。这一定程度上反映了缺乏能准确预测药物反应的人类相关临床前模型的问题。

CNBio的PhysioMimix器官芯片系列获得FDA的充分评估，代表了一种新颖而成功的肺外模型系统，其创新之处在于结合了灌流、原代细胞共培养和气液界面（ALI）。其中，AKTIA技术的每块芯片同样具备32-128个样本的通量，帮助降低成本并节省时间。

利用医用级环烯烃聚合物（COP）和环烯烃共聚物（COC），我们能有效控制气体透过率，这对于进行缺氧实验至关重要。通过调控培养基中的浓度和流量，可以在Beonchip的芯片内实现精确控制。

以上两期内容涵盖了器官芯片的整体解决方案，涉及肿瘤（类器官）芯片、肝脏芯片、肠道芯片及肺芯片的应用。如果您对器官芯片的构建、应用或技术有任何疑问，欢迎联系我们，同时关注俄罗斯专享会294公众号，回复“器官芯片”获取更多技术资料。在下期中，我们将详细介绍血脑屏障芯片、神经芯片、皮肤芯片等器官芯片的进展，敬请关注。