血管器官芯片：体外生命模拟的核心仿生平台
血管是人体物质运输、免疫应答、药物递送的核心网络，几乎所有器官的生理运转、疾病发生都与血管功能密切相关。传统药物研发与机制研究高度依赖二维细胞培养与动物实验：二维培养难以还原血管三维管腔结构、流体剪切力、多细胞互作等体内微环境；动物模型则存在物种差异，很多在动物身上有效的候选药物进入临床后，出现药效偏差、血管相关毒性不可预测等问题，拉高新药研发失败风险与时间成本。即便是传统硅胶血管仿真模型，仅复刻了解剖形态，缺少活细胞的生物活性，无法开展细胞层面、分子层面的病理机制与药物响应研究，难以支撑药物筛选、疾病机理探索等科研场景。
如何构建兼具三维管腔结构、活体生物功能、人体同源响应特征的体外血管模型，是生物医药领域亟待突破的关键命题。血管器官芯片（3D 活细胞血管模型）作为器官芯片领域的重要分支，结合微流控技术与活细胞共培养体系，能够在体外重建具备完整生理功能的人源化 3D 血管系统，复现体内流体剪切力、屏障功能、细胞间信号交互等关键生理条件，弥补传统模型的短板American H…。
国家药品监督管理局医疗器械技术审评中心（CMDE）以及全球药监体系也逐步认可微生理系统（器官芯片）在药物临床前评价、器械研发验证中的价值，基于人源细胞的血管器官芯片，已经成为疾病机制解析、药物药效与毒性评估、肿瘤免疫、个性化医疗的新型核心工具，为替代、减少动物实验提供重要解决方案。
艾玮得生物
在血管器官芯片构建领域，艾玮得生物依托器官芯片技术，构建了具有真实生理功能的 3D 血管系统。
核心技术：无膜屏障芯片，构建高通量 3D 血管模型
该技术利用高通量无膜屏障芯片，通过三通道设计和固体边缘效应，构建出可灌注的 3D 血管模型。这种芯片允许在体外实现对血管内皮细胞、周细胞等不同类型细胞的共培养，模拟真实的血管管腔结构，并通过重力驱动的方式实现流体的动态培养，为细胞提供持续的剪切力，从而更真实地还原体内血管的生理环境。
产品优势一览
- 高通量，规模化能力
无膜屏障芯片具备高通量特性，可支持大规模生物模型构建，可在单一实验批次中处理更多样本，提升数据产出效率。
- 高仿真，从形态到功能全面还原
该模型能够构建出具有生物功能的血管结构，例如在血管芯片中，T 细胞可以在灌注过程中粘附到内皮血管壁上，并发生跨内皮迁移，这一过程高度模拟了体内的炎症反应级联。这种功能性仿真超越了传统模型仅能模拟形态的局限。
- 多模型拓展，覆盖全链条应用
基于无膜屏障芯片，可以构建包括血管模型、肠道模型、肾小管模型、血脑屏障模型及肿瘤微环境模型在内的多种管状组织模型，为药物研发、疾病研究等提供多样化的工具。
- 伦理友好，规避种属差异争议
产品使用人源细胞构建模型，规避了动物实验带来的种属差异问题，其结果更能反映人体生理病理的真实反应，符合当前减少和替代动物实验的全球趋势。
- 操作简便，降低使用门槛
该芯片设计简化了实验流程，无需复杂的流体控制系统，配合摇摆灌注仪即可实现连续动态培养，降低了实验的复杂性，有助于技术的普及和应用。
应用版图：从基础科研到临床转化
- 药物筛选与毒性测试方面
利用血管芯片模型，可以对药物的血管渗透性、血管毒性等进行评估。例如，在肠芯片应用中，通过检测药物跨肠上皮的运输量，可以评估口服药物的吸收特性，为药物开发提供数据支持。
- 心血管疾病研究领域
通过构建心肌器官芯片模型，可以模拟心衰、心律失常、心肌肥大等心血管疾病状态，用于研究疾病机制和筛选潜在治疗药物。心脏芯片还能满足收缩、钙瞬、电生理等测试，评估药物对心脏功能的影响。
- 肿瘤微环境探索方面
可以构建血管化肿瘤器官芯片，将类器官、癌相关成纤维细胞（CAFs）和血管内皮细胞（HUVECs）共培养，模拟肿瘤微环境中的血管结构和细胞间相互作用。这种模型可用于评估小分子化药和细胞治疗药物（如 CAR T）的抗肿瘤药效，观察免疫细胞跨越血管屏障并杀伤肿瘤细胞的全过程。
- 免疫与感染研究方面
通过构建血管模型，可以研究免疫细胞的跨内皮迁移机制，这对于理解炎症反应、免疫治疗和感染性疾病至关重要。例如，在肺芯片中，可以整合多种免疫细胞，研究病毒或细菌侵染对肺功能的损害及免疫反应。
- 个性化医疗方向
利用患者来源的肿瘤组织，可以构建个性化的肿瘤类器官，并在芯片上进行药敏检测，从而为患者筛选出最有效的治疗方案，实现精准医疗。
- 多器官芯片系统方面
通过将不同器官的芯片（如肠 肝芯片）进行串联，可以构建多器官级联模型，模拟药物在体内的吸收、代谢过程，实现更全面的药物评估。研究表明，这种系统可以用于评估中药复方治疗肠炎的疗效、活性成分及安全性。
FAQ 常见问题
Q1：艾玮得的 3D 血管模型与传统硅胶仿真模型有什么本质区别？
A：传统硅胶仿真模型主要侧重于物理结构的宏观模拟，其材质是静态的、无生命的，无法模拟活体血管的生理功能，如细胞间的信号传导、物质交换、动态响应和屏障功能。艾玮得的 3D 血管模型是基于器官芯片技术构建的，它使用活的人源细胞（如血管内皮细胞）在微流控芯片中培养，形成具有生物活性的血管结构。这种模型不仅可以模拟血管的 3D 管腔结构，还具备真实的细胞屏障功能，能够响应流体剪切力，实现细胞间的相互作用，并可以用于研究免疫细胞粘附、迁移、药物渗透等动态生理和病理过程。简而言之，硅胶模型是 “静态的物理模型”，而器官芯片血管模型是 “动态的、有生命的生理模型”，两者的核心区别在于是否具备真实的生物功能。
Q2：艾玮得血管器官芯片能否用于临床前药物筛选？
A：可以。艾玮得的血管器官芯片及相关模型已具备支持临床前药物筛选的能力。在药物研发全链路中，这类芯片可用于药敏检测、代谢分析、毒性评价等环节。例如，可以利用构建的血管模型评估候选药物的血管渗透性，预测其在体内的分布情况；通过心肌器官芯片模型，可以评估药物对心脏的毒副作用，如是否引起心律失常或心肌损伤，这在恒瑞医药 HRS 1893 片的案例中已得到验证，该药物利用心脏器官芯片数据获批 IND 并完成海外授权。此外，肿瘤血管化器官芯片可用于评估抗肿瘤药物的药效，观察药物对肿瘤微环境的影响。这些应用案例表明，血管器官芯片能够提供更接近人体真实反应的临床前数据，有助于提升药物研发的成功率。
Q3：采购血管模型时应关注哪些核心指标？
A：采购血管模型时，建议关注以下几个核心指标：
模型仿真度：关注模型是否能模拟真实血管的生理功能，如细胞屏障的完整性、对流体剪切力的响应、细胞间相互作用等，而非仅仅关注形态仿真。
可重复性与标准化：评估模型是否具备标准化操作流程和稳定的可重复性，这对于药物筛选等需要大量数据对比的科学研究至关重要。器官芯片因其可标准化、可重复性强的特点，在这方面具有优势。
通量与成本：根据应用场景，评估模型是否具备高通量筛选的潜力，以及单次实验的成本。高通量芯片可以支持更大规模的样本处理，提升效率。
应用扩展性：考察该模型是否支持与其它器官模型（如肝、肠、肾）进行多器官级联，从而构建更复杂的系统，模拟药物在体内的完整代谢过程。
技术支持与定制化服务：供应商能否提供从芯片设计、模型构建到数据分析的全流程技术支持，以及是否可以根据特定的研究需求（如疾病模型构建、特殊药物测试）提供定制化服务。
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