在上期中，我们为大家带来了关于“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”的详细介绍。本期将重点探讨肠道芯片和肺芯片的相关应用，旨在帮助科学家提升药物研发效率、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）单层培养已成为一个行业标准的体外模型，用于预测药物通过肠屏障的渗透性。然而，这一模型也存在局限性。与人类小肠的跨上皮电阻（TEER）值（通常在50-100Ω/cm²）相比，Caco-2模型的TEER值通常高出一个数量级（1400-2000Ω/cm²）。此外，Caco-2模型未能有效再现小肠的细胞多样性，仅表现为上皮成分。近年来，行业内对改进临床前药物开发和疾病研究中使用的体外模型进行持续探索，器官芯片（OOC）的使用也日渐普及。这种方法通过灌注细胞培养基模拟组织中的血流，并在三维支架中培养细胞或使用多种细胞类型，以更好地反映细胞多样性，从而改进药物渗透性的预测模型。

我们利用Caco-2和HT29两种肠细胞构建了内置于英国CNBio旗下PhysioMimix器官芯片的肠芯片，通过TEER评估发现，器官芯片的数据更接近真实的人体，且与静态Caco-2培养物相比，肠道微生理系统（MPS）显著提高了药物渗透性的预测能力。

在肠芯片的构建方面，多数供应商的通量较低，且需要提前加入涂层。芬兰的器官芯片供应商AKTIA的技术则可提供32-128个样品的通量，并与Bio-Spun合作开发了可生物降解的3D电纺纳米纤维膜，方便使用，节省时间，并有效避免由于涂层引起的变异性。同时，使用西班牙供应商Beonchip的BE-Doubleflow构建肠道模型，提供更加灵活的液流控制系统，兼容多种泵型，尤其适合处于早期研发阶段的用户。

肺部芯片的研究同样重要，肺是最易受到感染和损伤的内部器官，常常暴露于外界的粒子和病原体之下。呼吸系统疾病是全球致死和致残的重要原因之一，长期的流行病研究表明，慢性阻塞性肺病（COPD)、下呼吸道感染和肺癌在全球十大死因中占据了重要位置。但是，当前新治疗方法进入市场的可能性仅为3%，相较之下其他疾病的这一比例为6-14%。这一现象部分源于缺乏精准预测药物反应的人类相关临床前模型。

CNBio的PhysioMimix器官芯片（OOC）系列微生理系统（MPS）已经通过FDA审核，代表了一种新颖而成功的体外肺模型系统。该系统结合了灌流、原代细胞共培养和气液界面（ALI），实现了肺部疾病的建模。虽然多数供应商的肺芯片通量限制，AKTIA的技术允许每块芯片提供32-128个样品，大幅度提高了实验的通量，降低了成本与时间。

此外，得益于使用医用级环烯烃聚合物（COP）和环烯烃共聚物（COC），这些肺芯片对氧气和水蒸气的透过率非常低，通过精准控制培养基中的浓度和流量，研究人员可以在这些微通道内进行缺氧实验。

综上所述，这两期介绍涵盖了肿瘤（类器官）芯片、肝脏芯片、肠道芯片和肺芯片的整体解决方案。如果您对器官芯片的构建、应用或技术有任何疑问，请随时与我们联系。欢迎关注“人生就是博-尊龙凯时”公众号，回复关键词“器官芯片”获取更多技术资料。在下一期中，我们将详细介绍血脑屏障芯片、神经芯片、皮肤芯片及其他器官芯片，敬请期待“器官芯片整体解决方案（三）”。