微型器官芯片

BiomimX S.r.l.是一家創新型初創公司，2017年自米蘭理工大學(Polimi)分拆。uBeat是他們開發的第一個微型器官芯片(Organs-on-Chip)平臺，能夠在體外生成3D人體微組織，并為它們提供生理或病理機械刺激，類似于天然活性物質微環境。

一、技術特點

作為*體外藥物篩選工具，uBeat能夠對微型3D細胞培養物進行受控機械刺激。uBeat訓練細胞，產生成熟且功能齊全的小型器官，足以測試化合物的毒性/功能。uBeat以的精度模擬了各種器官和病理：

• uHeart是一種開發在芯片上的人類心臟微型模型。類似心臟跳動的機械訓練階段被應用于3D培養的人類心臟細胞。幾天內，就可以生成成熟的人體心臟組織，實現了自發和同步的跳動。uHeart可以關鍵功能的測量，以了解心臟跳動速率、結構毒性和電活動的變化。uHeart能夠以劑量依賴的方式對藥物做出反應，就像人類心臟一樣，從而成為篩選藥物心臟毒性和抗心律失常藥物效率的理想平臺。

• uKnee是一個體外微型化的人骨關節炎(OA)芯片模型。健康的軟骨微結構首先由嵌入水凝膠中的人類關節軟骨細胞產生，在靜態條件下培養兩周。類似OA病理條件的機械過載可以應用于健康的軟骨微問題。病理刺激在幾天內導致OA樣微問題的產生，其表型和基因型與OA臨床證據相關。uKnee提供OA關鍵指標的測量，包括合成代謝-分解代謝平衡變化、炎癥的發生、基質降解酶的產生和關鍵分子途徑的變化。動物模型和替代的體外平臺無法在這種程度上模擬人類病理。因此，uKnee可以用來測試潛在的新的抗OA候選藥物逆轉病理的效率，這是第一個能夠復制OA疾病的體外平臺。

二、潛在應用

藥物心臟毒性檢測；

藥物對心臟、心臟纖維化和骨關節炎軟骨的三維功能模型的療效篩選；

開發人體器官和病理學的3D逼真模型，用于機制研究和新治療靶點的識別；

為精準醫學生成特定于患者的病理模型。

三、優勢

生成與天然器官和病理密切相似的器官和病理體外模型；

基于人類的模型（克服影響動物模型的物種間變異性）；

小型化：節省資金（例如，需要更少的細胞、試劑和藥物）；

節省時間（在更短的時間內獲得類似天然的反應）。

uBeat機械訓練誘導整個微組織同步跳動®

通過在uBeat Stretch內用支持性成纖維細胞培養心肌細胞7天，獲得了具有細長形態和典型肌鈣橫紋（心臟肌鈣蛋白I染色）的心臟微組織。

uBeat機械訓練誘導整個微組織同步跳動®

通過在uBeat Stretch內用支持性成纖維細胞培養心肌細胞7天，獲得了具有細長形態和典型肌鈣橫紋（心臟肌鈣蛋白I染色）的心臟微組織。

uBeat允許在線監測心臟電生理參數

借助uBeat，可以以非侵入性方式在線監測表征培養心臟微組織的電生理參數的測量。uBeat拉伸與uECG集成，提供了一種的工具來捕捉藥物對心臟電活動的影響。®