藥物研發(fā)微重力培養(yǎng)系統(tǒng)是一種通過模擬太空微重力或不同重力環(huán)境，促進細胞三維生長和復雜組織形成，為藥物研發(fā)提供更接近體內(nèi)生理狀態(tài)實驗條件的先進生物技術(shù)設(shè)備。以下是關(guān)于它的詳細介紹：

系統(tǒng)組成

• 控制器：用于設(shè)置旋轉(zhuǎn)模式、速度、重力參數(shù)等，通常配備觸屏操作界面，可實現(xiàn)對實驗條件的精確控制。

• 回旋主機：放置在培養(yǎng)箱內(nèi)的核心部件，通過多軸旋轉(zhuǎn)模擬微重力或超重力環(huán)境，如北京科譽興業(yè)研發(fā)生產(chǎn)的TDCCS-3D微重力細胞培養(yǎng)系統(tǒng)通過兩軸旋轉(zhuǎn)實現(xiàn) 10?³g 的微重力模擬。

• 培養(yǎng)容器：支持多種類型的培養(yǎng)容器，如 T25 透氣型培養(yǎng)瓶、灌流器官芯片、球形反應器、定制化支架或轉(zhuǎn)壁式 EP 管生物反應器等，適用于懸浮或貼壁細胞培養(yǎng)。

性能特點

• 多重力環(huán)境模擬能力：系統(tǒng)支持微重力（10?³G）、月球重力（0.17G）、火星重力（0.38G）及超重力（2-3G）的精確模擬，通過雙軸旋轉(zhuǎn)分散重力矢量，實現(xiàn)多重力場景的靈活切換。

• 實時監(jiān)測與精準控制：配備加速度傳感器和觸控屏界面，實時顯示三維重力數(shù)值（精度 ±0.001G），支持轉(zhuǎn)速、重力參數(shù)的程序化設(shè)定，部分系統(tǒng)還可通過攝像頭實時監(jiān)控培養(yǎng)狀態(tài)。

• 兼容性與模塊化設(shè)計：可直接放入標準 CO?培養(yǎng)箱，適配 T25 培養(yǎng)瓶、透氣培養(yǎng)皿及定制化器官芯片，支持多通道并行實驗，提升實驗效率。

• 低剪切力與無菌保障：通過水平軸或雙軸旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)細胞懸浮，避免傳統(tǒng)攪拌產(chǎn)生的剪切力損傷，尤其適合原代細胞和脆弱組織培養(yǎng)，同時提供可高壓滅菌的培養(yǎng)容器，支持定制。

   

在藥物研發(fā)中的應用

• 構(gòu)建高仿生腫瘤模型

  • 三維結(jié)構(gòu)形成：微重力環(huán)境下細胞自組裝成球狀或類器官結(jié)構(gòu)，更真實地模擬腫瘤的細胞間相互作用、缺氧核心及細胞外基質(zhì)分布。

  • 保留腫瘤異質(zhì)性：能成功培養(yǎng)肺癌、乳腺癌、黑色素瘤等類器官，并維持原發(fā)腫瘤的分子標志物及組織學特征，為腫瘤研究提供更可靠的模型。

• 精準藥物篩選與藥效評估

  • 提高預測準確性：微重力環(huán)境模擬了體內(nèi)藥物滲透屏障，使類器官對化療藥物的敏感性更接近臨床反應，IC50 值較 2D 模型高 10-100 倍，有助于更準確地篩選出有效的藥物。

  • 耐藥性研究：可構(gòu)建耐藥腫瘤類器官，用于探索耐藥機制及逆轉(zhuǎn)策略，為克服腫瘤耐藥性提供新的思路和方法。

• 腫瘤微環(huán)境（TME）模擬

  • 免疫共培養(yǎng)系統(tǒng)：支持腫瘤類器官與 T 細胞、CAF（癌癥相關(guān)成纖維細胞）等共培養(yǎng)，直接觀察免疫細胞浸潤與殺傷效應，為免疫治療研究提供平臺。

  • 多器官耦合模型：通過串聯(lián)芯片整合肝、心等類器官，評估藥物全身毒性及跨器官代謝效應，更全面地了解藥物在體內(nèi)的作用機制和安全性。

     

• 其他方面

  • 測試微重力下藥物代謝變化：優(yōu)化太空用藥方案，為宇航員在太空環(huán)境中的健康保障提供支持。

  • 構(gòu)建其他疾病模型：如利用微重力培養(yǎng)系統(tǒng)構(gòu)建神經(jīng)退行性疾病模型，研究疾病的發(fā)生發(fā)展機制，為相關(guān)藥物研發(fā)提供靶點和思路