眾所周知，新藥研發(fā)普遍面臨著研發(fā)周期長、投入資金大、臨床試驗失敗率高的問題。其中一大部分原因在于新藥臨床前試驗數據不夠準確，不能及時篩選出新藥的潛在問題。

據了解，目前業(yè)界臨床前試驗大多使用2D細胞模型和動物模型，以觀察新藥實際效果或可能出現的副作用。但問題是，2D細胞模型生理功能不完整，無法反映組織間的相互作用和生理狀態(tài)下的藥物發(fā)生機理；動物則與人類之間則存在種屬差異，無法準確地模擬人體系統(tǒng)，這些都會致使試驗結果并不準確。

新藥研發(fā)亟需一種精準性更高、更能反映生理機制的藥物篩選技術，器官芯片便是其一，它通過逆向工程還原人體器官關鍵的部位和功能，可在極大程度上還原人體器官模型。

36氪近期接觸到的大橡科技，即是自主研發(fā)和生產人體器官芯片的一家科技企業(yè)，它專注于推動器官芯片在新藥研發(fā)、個體化醫(yī)療等領域的廣泛應用，為行業(yè)提供更精準、更高效、更經濟的藥物研發(fā)和精準用藥解決方案。它曾在2019年11月獲得由藥明康德領投，久友資本、復容投資跟投的千萬元天使輪融資。

據大橡科技CEO周宇介紹，目前，這家公司已取得突破性進展，正式推出了三款可商用的“器官芯片”產品，具體包括針對藥物肝毒性測試的肝臟模型、針對抗腫瘤藥物研發(fā)的腫瘤模型、和針對腦部疾病藥物研發(fā)的血腦屏障模型。他表示，這也是國內首批商用器官芯片產品。

關于器官芯片技術，它主要是利用微流控技術控制流體流動，結合細胞與細胞相互作用、基質特性以及生物化學和生物力學特性，在芯片上構建三維的人體器官生理微系統(tǒng)。據悉，微流控芯片系統(tǒng)能夠將微組織器官的直徑控制在毫米甚至微米級別，并且增強其營養(yǎng)交換，防止微組織器官的核心細胞的死亡。

大橡科技通過將生物組織工程學和微流控技術結合，在芯片上構建了三維的人體器官生理微系統(tǒng)，包含活體細胞、組織界面、生物流體、機械力等器官“微環(huán)境”關鍵要素，可在體外重現人類器官結構和功能特征。

周宇表示，基于這種仿生的器官芯片模型，新藥臨床前試驗能得到準確數據，同時縮短試驗時間，降低新藥研發(fā)失敗的風險。

值得一提的是，大橡科技器官芯片產品現已實現了細胞從2D維度向3D維度（在核心受試細胞周圍構建三維人體器官生理微系統(tǒng)）的跨越，即它通過微加工技術將芯片通道控制在微米級，既使微器官及其微環(huán)境更接近人體真實環(huán)境，也使試驗耗材得以大幅節(jié)省。

周宇介紹到，耗材用量的減少也意味著，大橡科技可以將昂貴但對藥物更敏感的人原代細胞應用到模型中，并使其整體保持較低的成本。

以此次大橡科技推出的肝臟模型為例，即采用了人原代肝細胞，也就是從人類肝組織分離的細胞。該模型在肝細胞培養(yǎng)1天后即可加藥測試，且在培養(yǎng)長達28天后仍可保持極好的活性，既能用于肝臟急毒性測試，也能用于慢毒性測試，這一效果是傳統(tǒng)的細胞模型無法實現的。

目前，中國正處于創(chuàng)新藥的黃金發(fā)展期，作為能反映人體器官微生理系統(tǒng)的關鍵生理學特征，能準確、穩(wěn)定獲得臨床前試驗數據的技術，“器官芯片”無疑會具有廣闊的發(fā)展前景。

資料顯示，截至目前，全球范圍內已發(fā)表的人體不同的器官芯片有：腸道芯片、肺部芯片、心臟芯片、肝臟芯片、血管芯片、腫瘤芯片、胎盤芯片以及集合多種器官芯片組成的人體芯片（human-on-a-chip）。

從技術發(fā)展進程來看，2004年全球第一篇關于器官芯片的研究文章發(fā)表，“器官芯片”的概念被首次提出；隨后，美國政府投入了大量資源進行研究，并在2010年后開始有組織、系統(tǒng)性地支持器官芯片研究及后續(xù)的產業(yè)化。

反觀中國，雖然相關科研機構在2010年前后也開始投入更多精力研究器官芯片技術，科技部也在2013年推出國家支持的器官芯片重大專項，但器官芯片行業(yè)在國內整體仍缺乏資金和政府系統(tǒng)性組織的支持，更多還停留在科研層面。

像中國科學院大學溫州研究院的一支團隊就在進行類似研究，試圖設計高通量的藥物篩選平臺構建體外肺泡的概念，縮短整個藥物研發(fā)的流程，但產業(yè)界應用較少。

周宇表示，相關產品的研發(fā)仍需要克服較高的門檻，國內有不少研究院所正從事器官芯片領域的研究，但其研究但時間內還難以實現產業(yè)化落地。

團隊方面，大橡科技聚集了一批通識微流控、醫(yī)學組織工程、細胞生物學、藥理學、病理學等學科的“專才”，核心人員在“器官芯片”領域10年以上的研究經驗，公司90%都是研發(fā)人員。以公司CTO肖榮榮為例，其研究內容就橫跨了包括生物技術、微流控芯片、生物組織工程、分子生物學在內的多個專業(yè)領域。