产品解析第17期：The Human Emulation System®人体仿真系统

【产品简介】

The Human Emulation System®人体仿真系统的主要特点：

【芯片解析】

Emulate The Human Emulation System®芯片结构及设备平台解析：

一、Emulate Chip-S1® 器官芯片结构：

二、设备平台各模块功能

插入视频“Emulate设备平台操作视频”

【小编点评】

一、产品优势

1、集成设备平台：集成器官芯片动态培养、辅助监测和调度全流程设备平台，使培养参数更加精准可靠、可重复，减少人为操作可能造成的误差。

2、高仿真度：相比于培养皿或孔板上培养细胞，器官芯片体外模型无论是在生理结构还是功能上都更加接近人体内；相比于动物试验也可以避免种属差异对结果造成影响。

3、增强细胞活性：有研究证明，使用器官芯片动态培养的细胞代谢活性与功能蛋白表达更强，还可以提供组织特异性动态微环境。

4、适用广泛：标准化器官芯片拥有屏障结构、液体流通微管道以及机械蠕动功能，可用于模拟肺器官、肠器官、血脑屏障等人体组织结构。

5、缩短周期：利用器官芯片技术进行药物筛选或疾病研究，所需的周期相较于动物实验更短。

6、成本降低：微流控技术可以减少样品与试剂的用量，同时建模成本较为适中。

7、样品通量高：一套设备可同时进行多个芯片分析，提高培养通量，适合进行高通量药筛。

8、便于分析：结合高内涵成像技术可直接在芯片上进行实时分析，同时也可以收集代谢产物进一步分析。

二、技术难度或门槛

1、器官芯片流体通道以及真空腔室都需要极好的密闭性，对材料的键合封装工艺有很高的要求。

2、液体流动控制系统需要稳定的流量以及流速控制，对液体泵动系统调控精度与稳定性有很高的要求。

三、技术平台的应用展望

早在21世纪前期，有研究者首次提出用人体不同器官的细胞在芯片上构建人体组织，模拟人体环境的设想。然而，由于技术限制和生物学挑战，该领域的发展暂时停滞。直到近年来，随着微芯片制造技术发展和生物材料的优化，器官芯片技术才真正实现了突破性进展。2010年，哈佛大学Ingber团队首次在体外重建了人肺器官，至此器官芯片技术开启了快速发展的时代。

随着技术的不断进步，器官芯片的设计和制造也变得更加精细和复杂，与之配套的设备也不断地更新迭代。但目前仍面临许多技术挑战，包括生物兼容性、功能模拟的准确性、制造工艺的复杂性、以及数据解读等。要想加快器官芯片产业化进程，需要发展自动化、高通量、集成式的培养设备，同时提高通量降低成本；在检测端常配合高内涵成像设备进行细胞层面的分析。但目前行业整体自动化程度低，成像设备的技术成熟度也不及海外，国内市场上仍缺乏成型的、实用的，且价格亲民的相关仪器设备。

器官芯片技术在药物研发、毒理学研究、个性化医疗、再生医学、生物机制研究等领域都具有广阔的应用前景。未来，还需要更多的研究人员去推动器官芯片技术的协同创新和发展，使其在生物医学研究等方面取得更大的突破。

注：

1. 参考文献：

Ø 期刊论文：Science. 2010 Jun 25; 328(5986): 1662-8. doi: 10.1126/science. 1188302.

2. 图片和视频来源：Emulate官网、公众号和其他互联网公开信息；

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