人類(lèi)對(duì)于細(xì)胞的探索從未止步，同時(shí)一直在尋求如何在體外培育細(xì)胞的方法。但人體內(nèi)有幾十萬(wàn)億的細(xì)胞，為何還需要在體外進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)呢？
想象一下，體外培育細(xì)胞就像是一個(gè)細(xì)胞的小型工廠，我們?cè)谶@里培養(yǎng)出健康的細(xì)胞，然后將它們輸送至人體內(nèi)，修復(fù)那些受損的部位。同時(shí)，我們還像質(zhì)檢員一樣，用實(shí)驗(yàn)室里的細(xì)胞對(duì)新藥進(jìn)行檢測(cè)，確保它們?cè)谶M(jìn)入人體后不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。
通過(guò)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)，我們可以更深入地了解生命現(xiàn)象，為疾病治療、組織再生和生物安全等領(lǐng)域提供有力支持。這就是，盡管人體內(nèi)有無(wú)數(shù)的細(xì)胞，我們?nèi)匀恍枰隗w外進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的原因。
3D細(xì)胞培養(yǎng)、類(lèi)器官及器官芯片等技術(shù)為科學(xué)家提供了一種更接近體內(nèi)真實(shí)環(huán)境的研究方法，有助于深入了解細(xì)胞生物學(xué)、疾病發(fā)展機(jī)制以及藥物作用，為生命的拯救和延續(xù)找到新的可行道路。所以，它們的原理以及關(guān)系到底是怎樣的？
3D細(xì)胞培養(yǎng)，是一種實(shí)現(xiàn)細(xì)胞在人工構(gòu)建的環(huán)境中生長(zhǎng)的技術(shù)。與傳統(tǒng)的2D細(xì)胞培養(yǎng)相比，3D細(xì)胞培養(yǎng)能模擬細(xì)胞在體內(nèi)的生長(zhǎng)環(huán)境，從而更好地展現(xiàn)其生理特性和功能。
而類(lèi)器官是指利用成體干細(xì)胞（ASC）或多能干細(xì)胞（PSC）進(jìn)行體外3D培養(yǎng)，形成類(lèi)似體內(nèi)器官結(jié)構(gòu)和功能的“微器官模型"，是對(duì)早期2D培養(yǎng)細(xì)胞的技術(shù)革新。
2D細(xì)胞培養(yǎng)由于無(wú)法實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間交流或細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的相互作用，存在應(yīng)用的局限性。類(lèi)器官培養(yǎng)突破這一難題，高度模擬原始器官的結(jié)構(gòu)，甚至一定程度還原其過(guò)濾、排泄、神經(jīng)鏈接、收縮功能等。
與前兩者不同，器官芯片是以微流控芯片技術(shù)為核心，通過(guò)體外重建組織器官水平的結(jié)構(gòu)功能，再重現(xiàn)體內(nèi)器官的生理和病理特征的微流控細(xì)胞培養(yǎng)裝置。它利用微流體技術(shù)使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)和其它化學(xué)信號(hào)以可控的方式運(yùn)動(dòng)和傳遞，可構(gòu)建和模擬人體組織微環(huán)境。
但器官芯片在類(lèi)器官的基礎(chǔ)上，可以更加有效的模擬藥物代謝、器官之間的相互作用。
依托于微流控技術(shù)的需求，高精度微納3D打印技術(shù)已成為器官芯片制作的重要支撐。摩方精密自主研發(fā)的毛細(xì)血管器官芯片，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)更高細(xì)胞培養(yǎng)密度，還可進(jìn)行連續(xù)數(shù)周的長(zhǎng)期培養(yǎng)，使得體外3D培養(yǎng)的類(lèi)器官更接近人體器官的功能性。
摩方精密的毛細(xì)血管器官芯片，由生物兼容性樹(shù)脂制成，其整體結(jié)構(gòu)尺寸為18 mm(L)x10 mm(W)x5 mm(H)，內(nèi)含多組壁厚20 μm的5層平行流道，每層有14行平行通道（尺寸為25μm），且每條通道上均有間隔300 μm的梯形界面小孔，孔徑尺寸為7-10 μm，可進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的艙內(nèi)尺寸為10 mm(L)x6 mm(W)x2 mm(H)。
毛細(xì)血管器官芯片需通過(guò)定制化的灌輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及代謝廢物等物質(zhì)交換，可培育相似度很高的人體器官功能性的類(lèi)器官及充足的物理、生理信號(hào)等器官生長(zhǎng)環(huán)境。
摩方精密公司為此類(lèi)芯片提供了一款定制化的灌輸單元。這款裝置可精準(zhǔn)控制灌輸流量范圍，并且配備了彩色的液晶觸摸屏，便于智能化控液。
利用毛細(xì)血管器官芯片灌輸培養(yǎng)系統(tǒng)，進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及代謝廢物等物質(zhì)交換過(guò)程，可幫助科研人員在兩周內(nèi)培育出細(xì)胞模型，并完成藥物測(cè)試分析，從而有效提升藥物篩選及新藥開(kāi)發(fā)進(jìn)程。
目前，摩方精密圣地亞哥研究院通過(guò)對(duì)毛細(xì)血管器官芯片灌輸培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)，已成功得到了結(jié)直腸癌類(lèi)器官和腎近端小管類(lèi)器官。在這個(gè)充滿無(wú)限可能的領(lǐng)域里，毛細(xì)血管器官芯片無(wú)疑將成為未來(lái)藥物研發(fā)的重要工具之一。
隨著毛細(xì)血管器官芯片的推出，將進(jìn)一步推動(dòng)器官芯片技術(shù)在疾病研究、藥物開(kāi)發(fā)和臨床應(yīng)用等方面的廣泛應(yīng)用。未來(lái)，摩方精密致力于為全球科研工作者提供高性能的器官芯片解決方案。
摩方精密作為超高精密3D打印系統(tǒng)的前行者，以2μm精度工業(yè)級(jí)3D打印技術(shù)在器官芯片領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，有助于制備具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和精確尺寸的器官芯片。
摩方精密毛細(xì)血管器官芯片是由第二代2μm精度3D打印系統(tǒng)microArch®S230制備而成，該設(shè)備兼顧用戶(hù)對(duì)打印精度與打印速度的超高要求，在實(shí)現(xiàn)2μm的超高精度的基礎(chǔ)上，提升了打印速度和打印體積。
其中microArch®S230的打印體積可達(dá)50mm×50mm×50mm，打印速度提升最高5倍，打印材料也可兼容樹(shù)脂和陶瓷材料。摩方精密的微納3D打印技術(shù)可根據(jù)具體需求定制化設(shè)計(jì)器官芯片的結(jié)構(gòu)和功能，降低生產(chǎn)成本，提高研發(fā)效率，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化應(yīng)用，為研究人員提供了更大的創(chuàng)新空間。
2023年3D細(xì)胞培養(yǎng)和類(lèi)器官臨床應(yīng)用峰會(huì)將于11月28-29日在蘇州福朋喜來(lái)登酒店舉辦，緊密?chē)@細(xì)胞與基因治療前沿技術(shù)應(yīng)用、3D細(xì)胞培養(yǎng)與類(lèi)器官臨床應(yīng)用等相關(guān)話題，協(xié)調(diào)整合產(chǎn)、學(xué)、研領(lǐng)域資源，以推動(dòng)類(lèi)器官技術(shù)在全球的健康發(fā)展和應(yīng)用轉(zhuǎn)化。
摩方精密將攜毛細(xì)血管芯片等樣件和主題報(bào)告亮相峰會(huì)現(xiàn)場(chǎng)（展位：A23），屆時(shí)歡迎各位業(yè)內(nèi)人士蒞臨參觀，共同交流器官芯片行業(yè)應(yīng)用前景。
摩方精密產(chǎn)品應(yīng)用部總監(jiān)彭瑛博士將于11月28日14:50-15:10在會(huì)議分論壇一：3D細(xì)胞培養(yǎng)、類(lèi)器官及器官芯片（三樓會(huì)議室一）帶來(lái)題為《高精度微尺度3D打印助力微流控芯片及器官芯片的應(yīng)用進(jìn)展》的演講。
在此次演講中，彭瑛博士將帶您了解面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展及創(chuàng)新發(fā)展成果，非常歡迎大家前來(lái)探討交流。
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