微型器官芯片

BiomimX S.r.l.是一家创新型初创公司，2017年自米兰理工大学(Polimi)分拆。uBeat是他们开发的第一个微型器官芯片(Organs-on-Chip)平台，能够在体外生成3D人体微组织，并为它们提供生理或病理机械刺激，类似于天然活性物质微环境。

一、技术特点

作为*体外药物筛选工具，uBeat能够对微型3D细胞培养物进行受控机械刺激。uBeat训练细胞，产生成熟且功能齐全的小型器官，足以测试化合物的毒性/功能。uBeat以的精度模拟了各种器官和病理：

• uHeart是一种开发在芯片上的人类心脏微型模型。类似心脏跳动的机械训练阶段被应用于3D培养的人类心脏细胞。几天内，就可以生成成熟的人体心脏组织，实现了自发和同步的跳动。uHeart可以关键功能的测量，以了解心脏跳动速率、结构毒性和电活动的变化。uHeart能够以剂量依赖的方式对药物做出反应，就像人类心脏一样，从而成为筛选药物心脏毒性和抗心律失常药物效率的理想平台。

• uKnee是一个体外微型化的人骨关节炎(OA)芯片模型。健康的软骨微结构首先由嵌入水凝胶中的人类关节软骨细胞产生，在静态条件下培养两周。类似OA病理条件的机械过载可以应用于健康的软骨微问题。病理刺激在几天内导致OA样微问题的产生，其表型和基因型与OA临床证据相关。uKnee提供OA关键指标的测量，包括合成代谢-分解代谢平衡变化、炎症的发生、基质降解酶的产生和关键分子途径的变化。动物模型和替代的体外平台无法在这种程度上模拟人类病理。因此，uKnee可以用来测试潜在的新的抗OA候选药物逆转病理的效率，这是第一个能够复制OA疾病的体外平台。

二、潜在应用

药物心脏毒性检测；

药物对心脏、心脏纤维化和骨关节炎软骨的三维功能模型的疗效筛选；

开发人体器官和病理学的3D逼真模型，用于机制研究和新治疗靶点的识别；

为精准医学生成特定于患者的病理模型。

三、优势

生成与天然器官和病理密切相似的器官和病理体外模型；

基于人类的模型（克服影响动物模型的物种间变异性）；

小型化：节省资金（例如，需要更少的细胞、试剂和药物）；

节省时间（在更短的时间内获得类似天然的反应）。

uBeat机械训练诱导整个微组织同步跳动®

通过在uBeat Stretch内用支持性成纤维细胞培养心肌细胞7天，获得了具有细长形态和典型肌钙横纹（心脏肌钙蛋白I染色）的心脏微组织。

uBeat机械训练诱导整个微组织同步跳动®

通过在uBeat Stretch内用支持性成纤维细胞培养心肌细胞7天，获得了具有细长形态和典型肌钙横纹（心脏肌钙蛋白I染色）的心脏微组织。

uBeat允许在线监测心脏电生理参数

借助uBeat，可以以非侵入性方式在线监测表征培养心脏微组织的电生理参数的测量。uBeat拉伸与uECG集成，提供了一种的工具来捕捉药物对心脏电活动的影响。®