类器官：生命科学新突破

类器官（Organoids），指在形态、结构以及功能等多方面类似于体内真实组织器官的体外培养物。

类器官是由干细胞或者从病人身上提取的肿瘤或其他组织在特定的 3D 体外微环境下自组织发育而来的微型器官模型，包含多种细胞类型，具有类似真实器官的结构和功能。

类器官发展历程

类器官的发展成果，主要集中在近十余年，2009 年荷兰科学家 Hans Clevers 成功从 LGR5 + 的小肠干细胞中培养出了小肠类器官，此后多种类器官被成功培养，如脑类器官、肠类器官、视网膜类器官、肺类器官、心脏类器官等。2017年，类器官还被《自然·方法》评为年度方法；2019 年，《科学》杂志将其称为优良的临床前疾病模型；2022 年，FDA 通过现代化法案2.0，基于“类器官芯片”研究获得临床前数据的新药进入临床试验。

类器重要意义及优势

类器官在疾病研究、药物筛选、再生医学等方面具有关键作用。在疾病研究方面，类器官可作为疾病模型，用于遗传性、退行性、传染性等疾病的研究。类器官在疾病研究方面，可呈现发病机制，如肿瘤类器官能体现患者肿瘤特征。在药物研发领域，它是 筛选平台，比传统方法更准确预测药物效果，助力个性化医疗，实现治疗方案定制。

与传统 2D 细胞培养模式相比，3D 培养的类器官包含多种细胞类型，突破细胞间单纯物理接触限制，形成紧密生物通信，细胞相互作用并发育成有功能的迷你器官或组织，能更好地模拟器官组织发生过程和生理病理状态，在基础研究与临床诊疗方面前景广阔。同时，它高度模拟体内环境，细胞组成和功能接近真实器官，可操作性与重复性强，便于实验调控，还能减少伦理争议和成本，利于长期动态观察以研究器官发育、疾病进展和药物作用。

类器官解决方案的构成

低氧3D培养

全自动3D培养系统：微重力低剪切力动态培养设计，模拟体内细胞生长条件，有效解决了局部坏死、细胞分布不均和中心坏死问题。细胞培养箱一体式设计，能够提供温度以及 CO₂浓度控制，支持远程在线观察和参数调节。

低氧工作站：可自定义设置循环时间、湿度、温度和二氧化碳浓度，精确控制气体浓度，创建氧气梯度，模拟体内条件，促进细胞适应和分化。

器官芯片

器官芯片：基于  的微流控和组织工程技术，能精确模拟人体生理微环境，提供持续营养和氧气供应。可实现单个类器官模拟，也支持多个器官芯片的整合，再现器官间相互作用。可更准确地预测药物在体内的反应，涵盖毒性测试、有效性评估等环节，加速研发进程，对于疾病研究，有助于深入探究发病机制，能灵活定制实验条件，满足多样化研究需求。

结构建造

生物3D打印机：

EFL BP66系列多功能挤出式和BP86系列投影式光固化式打印机，全系列仪器操作简便，内置软件支持三维模型导入和自动切片分析，脱机控制自动化打印系统，具有打印材料种类多、对细胞损伤率低、打印精度高、墨水用量低、操作方便等特点，已经广泛用于再生医学、疾病模型、药物开发等科学研究领域。

高清成像

高清成像：能够对类器官进行快速多模式，多通道、多靶点的荧光全面扫描，可获取细胞大量相关信息，可对类器官的复杂三维结构，以及细胞内部的生理变化进行清晰成像。并且对结果进行深度数据挖掘，量化分析类器官表型，提供可靠数据。利于深入研究细胞学机理和相互作用。

器官芯片

功能分析：采用无标记、非侵入的实时细胞外微电压测试技术。以高通量、实时、无标记地监测可兴奋样本的电活动，并行开展电活动变化的记录。内置智能环境仓，实现 的实验条件控制。可对类器官进行电生理检测、成熟度评估、研究与测试等。

组学分析

蛋白质组学检测平台：能对类器官中的蛋白质全面鉴定和定量分析，明确蛋白质表达模式，确定关键蛋白。可以帮助探索疾病相关蛋白标志物，为理解类器官发育、功能和疾病机制提供依据。

单细胞测序转录组学平台：可解析类器官单个细胞基因表达谱，识别细胞亚群和功能，揭示异质性，在类器官发育、疾病建模、药物反应研究等方面起关键作用，助力 医学发展。

多色免疫组化空间分析平台：可观察类器官结构、分析细胞组成与相互作用。助力模型构建，分析免疫变化，为疾病诊断、治疗和药物研发提供依据。组织透明化成像分析平台：能对类器官进行 3D 成像，助于观察内部结构与发育。在疾病机制研究中可模拟肿瘤环境及药物反应，还可用于药物筛选，预测疗效，为类器官研究及临床医疗提供关键支持。