類器官芯片是生命科學與工程技術交叉融合的前沿產(chǎn)物，正為精準醫(yī)療、新藥研發(fā)、疾病治療等提供全新的解決路徑。然而，其制造過程面臨結構復雜、尺度精密、材料多樣等挑戰(zhàn)。摩方精密以微納3D打印技術打破瓶頸，不僅幫助科研機構培育出厘米級類器官模型，還推動器官芯片從實驗室走向臨床前應用，為未來醫(yī)療生態(tài)注入高精度制造的新動能。

01：類器官芯片是什么？為何它意義重大？

類器官（Organoid）是利用干細胞在體外構建出具有特定器官功能的三維細胞聚集體。器官芯片（Organ-on-a-chip）則是一種微流控裝置，通過精準模擬細胞微環(huán)境再現(xiàn)器官功能。類器官芯片（Organoid-on-a-chip）融合了兩者的優(yōu)勢，將類器官“種"在微型芯片上，形成更接近真實體內(nèi)條件的微型生理系統(tǒng)，可在體外長期培養(yǎng)并進行復雜生理研究。

隨著傳統(tǒng)藥物研發(fā)成本高、周期長、動物實驗倫理爭議等問題日益突出，類器官芯片以其高仿真性和預測能力成為全球生物醫(yī)藥領域的重要突破口。根據(jù)行業(yè)報告，全球器官芯片市場將從2018年的12億美元增長至2030年的156億美元，年復合增長率達24%。2022年，美國FDA更批準基于類器官數(shù)據(jù)的新藥進入臨床試驗。

02：制造難在哪？為何類器官“長不大"？

盡管潛力巨大，類器官芯片的發(fā)展面臨諸多技術瓶頸，尤其是在“結構構建"環(huán)節(jié)。最核心的難點之一在于缺乏血管網(wǎng)絡。

沒有仿生毛細血管結構，營養(yǎng)和氧氣無法充分輸送至芯片中央?yún)^(qū)域，導致類器官生長受限、難以突破一定的直徑的極限，無法模擬真實器官的復雜代謝過程，進而限制了其應用深度。

此外，芯片內(nèi)部微通道的結構復雜度很高。要精確制造出內(nèi)徑小于100微米、孔隙寬度僅幾微米的三維毛細血管網(wǎng)，僅靠傳統(tǒng)光刻技術和普通3D打印遠遠無法實現(xiàn)。而通道越小、結構越復雜，對打印設備的精度和材料性能要求越高，這正是類器官芯片制備的關鍵瓶頸。

03：摩方微納3D打印技術如何破局？

作為超高精密3D打印領域的創(chuàng)新者，摩方精密以其創(chuàng)新的面投影微立體光刻（ PμSL）技術實現(xiàn)了2μm級光學精度制造，并兼容多種材料（如生物相容性樹脂、水凝膠、陶瓷漿料等），能夠直接打印中空管狀毛細血管網(wǎng)絡與仿生通道結構，構建復雜的微環(huán)境。

例如，摩方microArch® S230系統(tǒng)成功打印出具有5層仿生血管網(wǎng)的類器官芯片，每層含14根平行血管通道和橫向支撐梁，通道內(nèi)徑80μm，管壁開孔尺寸僅7~10μm，實現(xiàn)了生理級的營養(yǎng)擴散與流體灌注。這項技術直接突破了類器官“長不大"的物理限制，使其能夠在芯片中持續(xù)生長30天以上，體積達到厘米級。

不僅如此，摩方的雙精度設備支持從2μm到100mm的跨尺度打印，具備智能參數(shù)設置、精度動態(tài)切換等功能，極大地提升了打印效率和批量制造能力，為類器官芯片標準化生產(chǎn)鋪平道路。

04：摩方技術“種出"了哪些類器官？

• 肺癌類器官芯片：實現(xiàn)厘米級持續(xù)培養(yǎng)

在南昌大學第一附屬醫(yī)院、復旦大學與摩方聯(lián)合研究中，科研人員在芯片中構建出厘米級肺癌類器官。傳統(tǒng)模型7天即停滯于200μm，而引入摩方制造的血管化芯片后，類器官持續(xù)生長30天以上，形成與真實腫瘤相似的整合結構，展現(xiàn)出更強的藥物反應特性。順鉑處理后，5天即可誘導大范圍癌細胞凋亡，10天內(nèi)實現(xiàn)清除。

• 子宮內(nèi)膜癌模型：保留關鍵病理特征

通過灌注型芯片模擬子宮血管微環(huán)境，研究人員成功培養(yǎng)出保留孕酮受體（PR）、雌激素受體（ER）和細胞角蛋白7（CK7）標志物表達的子宮內(nèi)膜癌類器官，形態(tài)與原始腫瘤高度一致。相較對照組，其對相同卡鉑濃度下藥物的敏感性顯著增強，可用于真實臨床方案模擬，表明其不僅突破腫瘤生長尺寸限制，更精準模擬腫瘤微環(huán)境，還為藥物療效評估提供了更可靠的模型基礎。

• 腎臟類器官模型：實現(xiàn)腎毒性精準模擬

該類器官是將摩方制備的毛細血管芯片技術應用于腎臟類器官培養(yǎng)領域的結果。其保留了遠端腎小管標志物LRP2與腎臟遠端小管標志物E-cadherin等腎組織標志物表達，并在芯片內(nèi)響應順鉑處理時真實呈現(xiàn)出腎小管擴張與細胞凋亡等病理特征，具備出色的毒理測試能力。

• 基因轉染效率提升：為AAV基因治療提供模型

摩方制造的微血管網(wǎng)絡增強了病毒顆粒對類器官的深度滲透，基于GFP陽性表達細胞比率和熒光強度均優(yōu)于傳統(tǒng)模型，為腺相關病毒載體（rAAV）基因治療的臨床前研究提供了創(chuàng)新平臺，有望加速基因療法臨床轉化并提升治療效益。

•  腸癌、結直腸癌模型：高仿真體外反應

利用摩方3D打印技術制造的器官芯片系統(tǒng)已成功用于構建大體積的體外直腸癌類器官，實驗中表現(xiàn)出的藥物響應與臨床人體試驗高度一致，驗證其仿真度和預測能力。

• 跨校聯(lián)合研發(fā)：復旦、東南、上海大學、中南大學廣泛應用

從乳腺癌外滲機制研究，到內(nèi)分泌胰腺芯片，再到用于腫瘤侵襲能力評估的Transwell集成類器官芯片，摩方設備被廣泛應用于一線高校與醫(yī)院的科研工作中，相關成果已在多篇SCI期刊中呈現(xiàn)。

05：以高精密科技之力，承載生命健康之重

在全球范圍內(nèi)，類器官芯片的產(chǎn)業(yè)化與標準化路徑，正從實驗室向新藥研發(fā)、個性化治療、疾病機制研究不斷拓展。摩方不僅提供設備與材料，更在加工、自動化制造等方面構建起完整的技術鏈條。其服務對象涵蓋國內(nèi)頂尖科研與醫(yī)療機構，并參與多個國家重點專項，為國產(chǎn)醫(yī)療裝備提供重要技術支撐。

在醫(yī)學與工程深度融合的時代，摩方精密以微米級技術扎根微觀世界，將一枚芯片變?yōu)槟M生命的載體。從仿生血管網(wǎng)絡到厘米級腫瘤模型，每一項突破都在縮短創(chuàng)新藥物走向臨床的距離，也在為更多患者提供更真實、更有效的治療依據(jù)。更為重要的是，微納3D打印所具備的跨尺度制造能力，正在成為連接基礎科研與臨床轉化的橋梁。從厘米級類器官到高通量藥物測試微球芯片，從導流釘、內(nèi)窺鏡到牙齒貼面，摩方持續(xù)拓展生命健康的技術邊界，推動醫(yī)療產(chǎn)業(yè)向更安全、個性化、智能化方向發(fā)展。

類器官芯片不是終點，而是開始。摩方將持續(xù)以技術之力，為生命健康提供堅實支撐，助力醫(yī)療產(chǎn)業(yè)駛入更高精度的新軌道。