器官晶片自動化 (OoC) 是指用於製造心臟、肺或腸道等器官微型模型的微製造技術。 在預製的高分子‑或塑膠基材上,細胞會以特定方式排列並培養,使其形成類器官組織。
精細的微流體通道為這些細胞提供營養、氧氣或空氣,產生如同體內環境的流動與濃度梯度。 也能藉此模擬不同細胞類型之間的機械影響與交互作用。 最終得到的模型能夠為疾病研究和藥物測試提供真實可靠的數據。
醫學研究一直在不斷尋找對抗疾病的新藥。 藥物研發過程漫長且成本高昂:一種候選藥物首先要在細胞培養(體外)或動物(體內)上進行多次臨床前試驗。
在取得核准之前的最後階段,是進行人體臨床試驗。 平均而言,每種藥物要測試五種候選化合物,其中四種最終失敗 ─「後期失敗」(Late Fails)。 原因在於:臨床前研究的結果往往無法良好對應並套用到人體生理系統上。
運用生物印表機製造的器官晶片,可獲得更佳的試驗結果。 微流體晶片上的這些人類組織微小切片上,可以更精確地測試臨床前試驗階段的療效和副作用。 因此,不合適的候選藥物會在很早的階段就被淘汰掉。 這樣可以節省時間和金錢,讓新藥的研發速度更快、成本更低。
Andreas Blaeser 教授,工學博士,Darmstadt 工業大學
Festo 現正與 Darmstadt 工業大學的專家共同展示,如何將生物列印的加工流程自動化,其中包括一種用於無接觸運輸微流體晶片的解決方案,這些晶片採用了 Bonded-Manifold 技術。 多層塑膠‑分配板具有精細結構的微通道,可以精確地計量和處理液體。
Festo 獨特的超導技術使得物件可以在非接觸式條件下運輸。 此運動機構系統位於無塵室外,因而不會將任何微粒帶入潔淨區域。 保持潔淨的表面也更容易進行清理。 這項創新技術可以與生命科學領域的自動化解決方案結合,構成一個具高製程可靠性的整體方案,同時滿足對清潔與潔淨度的最高要求。
Sebastian Schrof,企業仿生專案
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器官晶片在藥物開發中的應用(PDF)