器官芯片是指在芯片上構(gòu)建器官生理微系統(tǒng),以微流控芯片為核心,通過與細(xì)胞生物學(xué)、生物材料和工程學(xué)等多種方法相結(jié)合,可以在體外模擬構(gòu)建包含有多種活體細(xì)胞、功能組織界面、生物流體和機(jī)械力刺激等復(fù)雜因素的組織器官微環(huán)境,反映人體組織器官的主要結(jié)構(gòu)和功能特征。
按照器官芯片所模擬人體器官的不同,其可以分為肝臟芯片、腎臟芯片、肺芯片、腸芯片、心臟芯片、腫瘤芯片、多器官芯片等。目前,器官芯片可以應(yīng)用于藥物篩選、藥物毒理學(xué)研究、腫瘤轉(zhuǎn)移研究、體內(nèi)微環(huán)境模擬等領(lǐng)域。
器官芯片技術(shù)涉及微流控、組織工程、微電子、干細(xì)胞等多項(xiàng)技術(shù),是近年來興起的一項(xiàng)技術(shù),生產(chǎn)技術(shù)難度較大,行業(yè)內(nèi)布局研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)數(shù)量較少。目前,中國器官芯片行業(yè)呈現(xiàn)出本土企業(yè)和國外企業(yè)共同競(jìng)爭格局,國產(chǎn)產(chǎn)品逐漸實(shí)現(xiàn)了進(jìn)口替代。
2019年之前,中國器官芯片行業(yè)由于不具備商業(yè)化生產(chǎn)能力,國內(nèi)器官芯片需求完全依賴進(jìn)口滿足,如美國Emulate等企業(yè)憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)了國內(nèi)器官芯片市場(chǎng)。2019年以來,隨著中國器官芯片技術(shù)逐步成熟,中國器官芯片行業(yè)逐步走上了商業(yè)發(fā)展軌道,生產(chǎn)能力不斷提升,誕生了安徽駱華生物科技有限公司、北京大橡科技有限公司、江蘇艾瑋得生物科技有限公司、蘇州濟(jì)研生物醫(yī)藥科技有限公司等一批知名器官芯片生產(chǎn)企業(yè),已成為國內(nèi)器官芯片市場(chǎng)的主導(dǎo)力量。
目前,器官芯片已經(jīng)用于藥物篩選、藥物毒理學(xué)研究、腫瘤轉(zhuǎn)移研究、體內(nèi)微環(huán)境模擬等方面,有望成為藥物研發(fā)過程中動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和早期臨床試驗(yàn)提供一種低成本的替代品。未來,在國家相關(guān)政策的支持下,國內(nèi)創(chuàng)新藥、生物制藥領(lǐng)域?qū)⒓铀侔l(fā)展;再加上器官芯片技術(shù)的成熟、成本的降低,器官芯片應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒊掷m(xù)拓展,器官芯片的市場(chǎng)滲透率也將快速提升,我國器官芯片行業(yè)需求量將呈現(xiàn)快速擴(kuò)張態(tài)勢(shì)。