近年來，人們對經濟發展和醫療健康的日益需求推動了微流控芯片技術，高通量技術，CTC循環腫瘤細胞，納米醫學，3D打印技術，單分子免疫陣列技術(SiMoA)，CAR-T技術，基因療法，AI技術等不斷創新和更迭，各種最新技術成果與應用案例層出不窮。
其中微流控技術自20世紀50年代首次提出以來，經過 40 年時間才出現第一款微流控產品，其間經歷了基礎理論奠定、單元操作技術發展、小規模集成和“微型+集成+自動化”等發展階段，直至21 世紀初才成功在診斷領域實現商業化。2003年《福布斯》雜志把這項技術評為“影響人類未來15件最重要發明之一”。
微流控技術在過去二三十年里發展迅速，分化出很多細分領域，藥物篩選是其一個重要的細分領域，那么最近幾年，微流控芯片在藥物篩選中有哪些經典的應用案例呢？
?腫瘤藥物高通量篩選——器官芯片模擬腫瘤微環境?
?原理?：通過微流控芯片模擬血管化腫瘤組織（如肺癌、乳腺癌），整合3D細胞培養、流體剪切力和藥物梯度控制。
?應用?：
羅氏制藥（2024年）使用“腫瘤-免疫共培養芯片”篩選PD-1抑制劑聯用方案，將傳統動物實驗周期縮短60%。
Emulate公司的肝癌芯片成功預測索拉非尼耐藥性，指導臨床用藥優化。
?優勢?：更接近體內藥物代謝環境，減少假陽性。
?肝毒性快速檢測——多器官芯片聯動系統?
?原理?：肝芯片模擬藥物代謝，下游連接心臟、腎臟芯片同步監測毒性。
?應用?：
MIT團隊（2023年）利用該平臺在48小時內完成200種化合物的肝/心雙器官毒性篩選，準確率超95%。
替代傳統體外檢測，降低藥物因毒性失敗風險（如某抗病毒藥物在Ⅱ期前被篩出心臟毒性）。
?優勢?：低樣本量（μL級）、多器官互作數據同步獲取。
?單細胞水平抗生素篩選——微流控液滴封裝技術?
?原理?：將單個細菌與藥物包裹在皮升級液滴中，實時監測生長抑制。
?應用?：
哈佛團隊（2024年）通過10^6個液滴并行篩選，發現新型β-內酰胺酶抑制劑，克服碳青霉烯類耐藥問題。
用于極端稀有樣本（如腦脊液感染）的快速藥敏試驗。
?優勢?：單細胞分辨率，揭示異質性耐藥機制。
?神經藥物血腦屏障穿透性預測?
?原理?：在芯片中構建內皮細胞、周細胞和星形膠質細胞的三維血腦屏障模型。
?應用?：
輝瑞利用該模型優化阿爾茨海默病藥物分子結構，穿透率預測與臨床數據吻合度達89%。
2024年Nature報道：帕金森病候選藥物SK-203因芯片顯示低穿透性終止開發，節約成本超2億美元。
?優勢?：動態模擬血流與屏障滲透過程。
?微流控芯片與機器學習聯用，實現“篩選-預測-優化”閉環（如DeepMind聯合實驗室最新成果）。
?個性化醫療?：患者來源類器官芯片用于個體化化療方案篩選（2024年FDA已批準3項相關臨床試驗）。
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審核編輯 黃宇