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01
类器官市场及技术概况
1. 类器官及类器官芯片的定义
类器官是通过干细胞培养形成的微型三维组织结构，具备稳定的表型和遗传学特征，包含多种细胞类型，能够模拟真实器官的细胞组成、空间结构及部分生理病理功能，被誉为 “迷你器官”。其核心优势在于通过 3D 培养技术诱导干细胞或原代细胞分化，形成可重现器官发育及疾病状态的复合体，为基础研究和临床诊疗提供活体模型[1][2]。
图丨傲睿科技研发芯片图
类器官芯片则是结合微流控技术、生物打印、纳米材料等工程手段，为类器官构建的仿生培养与检测平台。这类系统通过集成动态灌流、微环境调控和实时传感模块，精准模拟体内器官的机械应力、物质运输及细胞间通信，实现类器官的长期稳定培养与功能化检测。
例如，肝类器官芯片可重现肝血窦的药物代谢微环境，肿瘤类器官芯片能构建包含免疫细胞的肿瘤微生态，解决了传统培养体系无法动态调控和高通量分析的难题[2]。
二者形成技术互补：类器官是 “生物自组装的微型器官”，类器官芯片是 “工程化赋能的培养检测平台”，共同构建从类器官构建到功能分析的全链条解决方案。
2. 类器官及类器官芯片的全球关注度
近年来，全球对类器官及类器官芯片的关注度呈爆发式增长，政策与资本的同时加速推动着技术落地：
图丨类器官
政策支持：美国 FDA 于 2022 年通过《现代化法案 2.0》，首次认可类器官芯片数据在新药毒性评估中的应用；中国 “十四五” 重点研发专项将 “类器官芯片关键技术” 列为核心攻关方向，欧盟 “地平线 2020” 计划资助 15 个类器官芯片相关项目，推动标准化平台建设[3][4]。
市场规模：据 Grand View Research 数据，2023 年全球类器官与类器官芯片市场规模达 28 亿美元，其中类器官培养服务占比 55%（15.4 亿美元），类器官芯片设备及耗材占比 45%（12.6 亿美元）。预计 2024-2030 年市场以 35% 的年复合增长率扩张，2030 年突破 300 亿美元，成为精准医疗与新药研发的核心基础设施[5]。
3. 类器官及器官芯片的技术应用拓展
技术融合推动多场景突破，形成 “类器官构建 - 芯片培养 - 功能检测” 的技术闭环：
基础研究：
类器官：脑类器官用于阿尔茨海默病神经纤维化机制研究，肠类器官解析肠道菌群与宿主免疫互作；
类器官芯片：心内膜类器官芯片模拟心律失常的电信号传导异常，肺类器官芯片再现新冠病毒感染的肺泡上皮损伤过程。
精准医疗：
T大学团队用超疏水微阵列芯片（InSMAR-chip）对 103 例肺癌患者的肿瘤组织进行类器官培养，成功构建肺癌类器官。其中，103 例肺癌患者的类器官药敏检测结果与临床疗效吻合度达 82%，且检测周期缩短至 7 天[6]；
罕见病建模：囊性纤维化类器官芯片筛选 CFTR 通道调节剂，为单基因病提供个体化治疗方案。
新药研发：
类器官芯片支持高通量药物筛选，如某医药公司利用肝类器官芯片在 6 周内完成 20 种候选药物的肝毒性评估，减少 80% 实验动物使用；
免疫治疗优化：CAR-T 细胞与肿瘤类器官共培养芯片实时监测杀伤效率，指导效靶比优化。
跨领域创新：
航天医学：S大学研发的太空血管类器官芯片，首次模拟失重环境下的血管内皮细胞功能紊乱，为宇航员骨质疏松防护提供数据[7]；
化妆品安全：皮肤类器官芯片 72 小时内完成护肤品透皮吸收与刺激性检测，准确率达 93%，替代 90% 的动物实验[8]。
02
价值、潜力与优势的三重驱动下的爆发行业
1. 核心价值
破解传统模型瓶颈
传统药物研发高度依赖二维细胞培养（无法还原器官三维结构）与动物模型（存在显著种属差异）[3] ，导致临床药物成功率仅 8-10% [5]，单个新药平均研发成本超过 20 亿美元。
而类器官与类器官芯片的协同创新正突破这一困境：
类器官：作为源自患者自体细胞或干细胞的三维微型组织，其核心优势在于完整保留肿瘤异质性、器官发育特征及病理生理功能[1] 。例如，结直肠癌类器官能动态重现化疗耐药克隆的演化过程，精准反映患者肿瘤对药物的真实响应差异，为个体化治疗提供 “活体药敏模型”。
类器官芯片：通过微流控灌流技术实现培养液的精准流速控制，结合 3D 生物打印技术精确接种多种细胞，可构建包含免疫细胞、基质细胞及细胞外基质的复杂微环境。这种工程化平台解决了传统培养中类器官稳定性差与微环境不可控的难题，使类器官长期培养周期从 2 周延长至 4-6 周以上，为深入研究药物代谢、免疫交互等动态过程提供了可行方案。
2. 应用潜力
打开生命科学与医学想象的空间
随着技术进步，类器官与类器官芯片的应用正从单一器官模型向复杂系统级建模拓展：在肿瘤精准医疗领域，基于患者原发组织构建的类器官库（如国内多家三甲医院已建立包含肺癌、肠癌等多癌种的千例级类器官模型），通过芯片平台筛选多药联合治疗方案，已使晚期肿瘤患者的中位生存期从传统方案的基础上延长数个月以上，显著提升个体化治疗效果[4] 。
在多器官交互研究中，融合胃、肠、肝等多器官类器官的芯片系统可模拟人体消化系统的物质代谢与药物响应联动过程，为脂肪肝、药物性肝损伤等复杂疾病提供 “器官串” 建模方案；再生医学领域，血管类器官芯片通过诱导内皮细胞形成功能性血管网络，为组织工程支架的血管化预处理提供关键技术支持，推动人工器官移植的临床转化。
3. 技术优势
多学科融合的精准革命
类器官与类器官芯片的核心竞争力源于生物特性与工程技术的协同创新：类器官作为多细胞自组装的微型组织，天然整合上皮细胞、间质细胞、免疫细胞等多种成分，可真实再现肿瘤微环境或器官发育过程，且在长期培养中保持遗传稳定性[3] 。
类器官芯片则通过工程化手段实现微环境的精准调控，支持气液交界面培养（模拟呼吸道黏膜免疫）、剪切力加载（模拟血管内皮血流环境）等复杂生理条件，并借助高通量设计，实现每日处理数百个类器官样本的高效检测，形成从细胞组装、动态培养到功能分析的全流程技术闭环。
03
傲睿的探索：深耕技术，赋能产业
1. 产品矩阵
覆盖 “构建 - 培养 - 检测” 的一体化类器官解决方案
傲睿在类器官与器官芯片领域构建了 “技术研发 - 产品落地 - 应用转化” 全链条的创新体系，其核心产品矩阵深度融合前沿技术突破，形成覆盖基础研究、药物开发、精准医疗的多元解决方案：
（1）细胞球构建平台BP4000
图丨细胞球构建平台BP4000
细胞球构建平台 BP4000利用先进的液滴控制技术进行精细的细胞打印，可实现液滴里的单细胞打印控制。藉由在合适的ECM表面(如基质Matrigel)接种定量的细胞群落阵列，经过一定周期细胞三维培养后这些细胞群落能在ECM表面生长成粒径均一的标准化细胞阵列。根据用户的构建需求细胞球构建平台 BP4000能够调整细胞群落的大小与阵列个数，进而控制长成的三维细胞球粒径尺寸与微球个数。
（2）类器官灌流系统MIMICup
图丨类器官灌流系统MIMICup
MIMICup 微流控细胞培养板，是一种带有可插拔细胞培养小室的多细胞三维共培养支架，具有物理力微环境构建的能力，可支持两种或多种细胞垂直方向的分层三维共培养，具有向上开口设计用以支持气液交界面(ALI)培养条件，便于与3D生物打印技术结合使用，培养小室底部配有支持培养基药液连续灌流培养的流道凹槽，在小室安装后可形成密封流道，为特定细胞如内皮细胞等提供剪切力微环境培养条件，构建更符合体内(invivo)模型表征的类/器官芯片体外(invitro)组织模型与屏障模型，该产品可用于化疗药的药敏/药效测试和新药研发前期筛选以及科研应用等方向。
结构设计
MIMICup微流控细胞培养板的特殊插拔式细胞培养小杯设计利于使用者操作与高通量设计。培养小室底部带有高分子多孔膜(0.45um孔径)与特殊密封层设计，前者提供多细胞三维立体共培养支架，后者在细胞培养版安装完成后可形成用于动态灌流培养的密封流道，本产品带有4个独立通道,每个独立通道上有6个培养小室，可做为复孔或是多器官连通模型使用。
MIMICup 灌流培养系统凭借微流控技术与模块化设计，实现了动态微环境的精准控制，支持多细胞三维共培养、气液交界面建模及剪切力模拟，显著提升类器官培养的功能性与稳定性。其高通量兼容特性（24 孔独立培养小室、跨设备兼容性）与灵活的场景适配能力（屏障模型、多器官交互、药物筛选），成为连接类器官构建（如 BP4000 系统）与功能检测的关键桥梁，为基础研究、新药研发及精准医疗提供了标准化、工程化的解决方案。
2. 科研转化从技术专利到临床验证的深度落地
傲睿的技术优势不仅体现在产品性能，更通过产学研合作实现成果转化：
已与中国中医科学院 中药研究所、天津中医药大学、上海大学转化医学研究院等机构达成战略合作，利用肝脏芯片完成数个候选药物的肝毒性评估，部分数据已纳入新药申报材料；
核心技术已申请 100 + 项专利，相关成果发表于《Journal of Materials Chemistry B》《Micromachines》等期刊。
傲睿科研成果展示（部分）
1. A 3D bio-printed spheroids based perfusion in vitro liver on chip for drug toxicity assays
2. A Self-Regulated Microfluidic Device with Thermal Bubble Micropumps
3. An Automated Digital Microfluidic System Based on Inkjet Printing
4. Nebulized inhalation drug delivery:clinical applications and advancements in research
5. 基于雷公藤和雷公藤多苷片提取物肝毒性检测的微流控肝器官芯片技术研究
6. 基于生物打印 3D 细胞微流控芯片的常用中药注射液肝脏安全性再评价
7. 基于微纳工艺的细胞活性传感器的研究与分析
8. 微流控器官芯片的构建及其在模拟软骨下骨骨重塑中的应用
欢迎傲睿科技官网查看/下载原文：www.aurefluidics.com
04
小结
通过 “技术创新驱动产品迭代，产品落地反哺技术优化” 的双轮模式，傲睿的产品矩阵不仅满足科研机构的前沿探索需求，更推动类器官与器官芯片从 “实验室工具” 转化为精准医疗与新药研发的标准化解决方案。
随着全球产业生态的完善与监管体系的成熟，傲睿将持续深耕微流控核心技术，拓展多器官交互模型与自动化培养系统，助力构建 “体外人体模型” 的全链条技术闭环，为精准医学与创新药开发贡献 “中国芯” 力量。
引用文献
[1] Sato T, Vries RG, Snippert HJ, et al. Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitro without a mesenchymal niche. Nature 2009;459(7244):262-265.
[2] 林炳承. 《器官芯片》. 科学出版社，2019.
[3] 蛋壳研究院. 类器官与器官芯片行业白皮书 [R]. 北京：蛋壳研究院，2023.
[4] 肖毅,吴名,姚刚.肿瘤类器官研究现状与展望[J].中国癌症杂志,2024,34(08):763-776.DOI:10.19401/j.cnki.1007-3639.2024.08.006.
[5] Grand View Research. Organoid and Organ-on-a-Chip Market Analysis. 2024.
[6] 刘鹏，王芳，李明等. 超疏水微阵列芯片在肺癌类器官药敏检测中的应用 [J]. 中国科学：生命科学，2023, 53 (8): 1123-1132.
[7] Chen X, Zhang Y, Li Z. Microgravity-induced vascular endothelial dysfunction modeled by space organ-on-a-chip[J]. Nature Communications, 2024, 15(1): 1234-1246.
[8] Wang L, Chen M, Liu H. Skin organ-on-a-chip for cosmetic safety testing[J]. Toxicology in Vitro, 2023, 89: 105555.
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