专题综述
血管化类器官芯片构建的研究进展
中华创伤杂志, 2024,40(1) : 48-56. DOI: 10.3760/cma.j.cn501098-20230731-00055
摘要

近年来,微加工技术和组织工程学的进展推动了一种新型药物筛选和疾病建模平台的发展,即类器官芯片。这一平台结合类器官和器官芯片技术,成为人体器官体外建模的有潜力的方案。类器官芯片利用微流体装置模拟特定器官的生理环境,提供更动态和灵活的微环境,可模拟更完整的人体生物学。然而,缺乏功能性血管一直是该技术面临的主要挑战之一。血管化对于类器官的长期培养和体外建模至关重要,对于药物研发和个性化医疗方案也具有重要意义。笔者从体外构建血管化模型方法和类器官血管化的策略两方面就血管化类器官芯片构建的研究进展进行综述,为构建功能完善的血管化类器官芯片提供参考。

引用本文: 李彰杰, 周晨阳, 王晓林. 血管化类器官芯片构建的研究进展 [J] . 中华创伤杂志, 2024, 40(1) : 48-56. DOI: 10.3760/cma.j.cn501098-20230731-00055.
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近年来,随着微加工技术和组织工程学的发展,一种先进的药物筛选和疾病建模平台——类器官芯片应运而生。该平台将类器官和器官芯片两种前沿技术相结合,已成为继二维细胞模型和动物模型之后的有潜力的体外模型构建方案1, 2, 3。类器官芯片包括模拟特定器官生理环境的微流控装置,与传统的孔板和培养皿相比,类器官芯片可提供更加动态和灵活的微环境4,可以模拟更完整的人体生物学。目前已利用微流体技术开发出多种类器官,如肺、骨、肾、心脏、消化道、肝脏、血管网络和神经元网络5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,被广泛用于器官形成、药物研发及各种疾病的研究14。在体外构建血管方面,微流控技术有着特别的优势。微流控技术可以为血管细胞提供大小可控的流体刺激,而流体刺激对于血管细胞的形态,基因表达、增殖及迁移等行为均有重要的作用15。此外,微流控技术允许细胞培养基的持续灌注以提供氧气和营养,同时兼有去除代谢废物的功能,这是实现血管组织长期存活的必要条件16。在创伤建模领域,类器官芯片也有着可观的应用前景。类器官芯片已被用于创伤性脑损伤和创伤后应激障碍的建模17, 18, 19, 20,并用于相关药物研发21。此外,学者们还建立了串联或并联的多类器官模型,以模拟人体器官生理的复杂性,探究不同器官(如肝脏和肠道)之间的潜在相互作用22, 23, 24

 
 
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