肿瘤药物研发面临着诸多挑战，临床前研究与成功临床试验之间的差距成为了肿瘤药物发现最大的障碍。肿瘤领域的临床试验成功率令人震惊，尽管大多数疾病相关药物的获批率在10-20%之间，但肿瘤药物的获批率仅为5%。这主要是由于临床前的研究成果难以有效转化为临床上的实际利益。此外，制药公司的新药开发成本也在持续上升。据研究数据估算，FDA每批准一个新的肿瘤药物需耗费约26亿美元。肿瘤药物开发失败率高的一个重要原因是缺乏有效的预测模型。尽管活体动物模型（如PDX）提供了重要的信息，但它们并无法重现肿瘤微环境，且在模拟人类疾病转化医学方面的价值有限。同时，动物模型还面临着不断增加的伦理争议。另一方面，传统的二维体外模型则明显存在局限，缺乏肿瘤组织中重要的组成成分，如血管、胞外基质及间质细胞，因而难以成为有效的研究模型。尽管肿瘤球和类器官等三维组织模型已逐渐被应用于体外研究中，但大多数三维体外模型仍然缺乏全面的组织微环境，例如免疫成分或血管化。

相比之下，器官芯片模型可以有效模拟肿瘤细胞、基质成分及免疫系统等之间的相互作用，通过再现真实的肿瘤微环境（TME）来弥补简单二维培养和复杂动物研究之间的缺口，能够更好地评价药物渗透性、有效性和毒副作用。此外，患者来源的肿瘤组织能够有效连接临床前研究和患者的真实反应，从而提供个性化的肿瘤治疗方案。

在肿瘤组织中，由于快速生长的肿瘤需要大量的营养物质，因此肿瘤内部及周围形成了丰富的血管网络。通过抑制血管生成来治疗肿瘤，结合其他治疗手段已成为某些实体瘤临床实践中的重要方法，如针对肝癌和结直肠癌等。然而，传统的二维体外模型无法模拟血管生成过程，PDX模型存在种属差异的问题，而三维类器官模型多由上皮细胞构成，同样缺乏血管化。因此，研究者们开始探索利用高通量无膜屏障芯片来构建体外血管化模型，并通过此模型进行促血管药物和抗血管药物的研究。

在高通量无膜屏障芯片上构建的可灌注三维血管出芽模型中，血管出芽指的是新的血管从已有血管上生长出来的过程，这一过程受到细胞微环境中多种因素的调节。研究者利用高通量无膜屏障芯片整合了血流灌注和生化浓度梯度，证实了其生理血管出芽和微血管形成模型的可行性。无膜屏障芯片为384孔板大小，包含40个独立操作的微流控单元，通过特定的步骤可以形成结构化微血管。微管在血管生成因子的刺激下，会向着生成因子的通道趋化生长，研究者可以分析出芽数量、平均长度、圆形度和直径等多个维度。

此外，研究者们也利用高通量无膜屏障芯片上的血管模型筛选促血管生成的化合物。在模型的不同刺激方案下，能够有效评估多种化合物对血管生成的影响。通过实验，黄芪甲苷IV和GW50156被证实具有促进血管生成的效果且对内皮细胞无毒性。研究者们通过筛选1537种蛋白酶抑制剂（PKIs）来评估其抗血管出芽的效果，发现多达53种PKIs表现出较强的抗血管效果且低毒性，其中有44种与之前已知的血管生成信号通路无关。

尊龙凯时的高通量无膜屏障芯片具有诸多优势，其中包括能够灵活构建多种管状组织模型，如血管、肠道和肾小管等，适用于药物开发和筛选。同时，该芯片可实现高通量模型构建，降低实验复杂性，减少对昂贵培养设备的需求。未来，尊龙凯时将继续深入探索与器官芯片相关的技术及其在生物医疗领域的应用，助力生命健康科技的不断发展。

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