芯片里真能长出器官？这听起来似乎有些不可思议，但随着科技的不断发展，器官芯片正逐渐成为现实。

器官芯片在 2016 年就被达沃斯世界经济论坛评选为 “十大新兴技术之一”，它并非单一科学成就，而是由多个前沿技术交叉集成。如干细胞科学、生物材料工程、纳米加工技术等，在体外构建高度复杂的器官微生理系统，可模仿人体组织各种功能。

以我国为例，近日首个器官芯片领域的国家标准《皮肤芯片通用技术要求》正式发布。该标准由东南大学苏州医疗器械研究院院长顾忠泽团队牵头完成，规定了皮肤芯片的相关术语定义、技术要求等，适用于以微流控芯片为载体的皮肤芯片产品的设计、生产和检测。皮肤芯片是人体器官芯片的一种，人体器官芯片是通过干细胞、生物材料、纳米加工等前沿技术的交叉集成，在体外构建的器官微生理系统，可模拟人体不同组织器官的主要结构功能特征和复杂的器官间联系，用以预测人体对药物或外界不同刺激产生的反应。

目前，我国科研团队在器官芯片领域已取得多项成果。如东南大学苏州医疗器械研究院在国际上首开太空人工血管组织芯片研究先河，推动我国成为全球第二个具有在轨开展器官芯片实验和分析能力的国家；国内首个依托心脏器官芯片数据开发的心脏病领域药物已获批进入临床研究。

在国际上，哈佛大学生物启发工程怀斯研究所所长唐纳德・英格伯介绍，他所在团队设计出的器官芯片模型，能模拟多种器官的功能，还成功开发出集成大脑、心脏、肠道、肝脏和肾脏等多个器官芯片的 “人体芯片”。

器官芯片的工作原理是将相应的细胞 “种” 进芯片里，再输入氧气、培养液，构建出接近于体内的生长环境，长出一个细胞团，并具备对应器官的各种功能。例如，往器官芯片中输入干细胞诱导分化的心室、心房、窦房结、传导细胞等心肌细胞以及血管内皮细胞后，便构建出一个可自发跳动的与人体心跳节律类似的迷你 “心脏”。在这个 “心脏” 中注入不同药物，即可检测药物对心脏的有效性和毒性，从而让药物学家更好地调整药物成分、进行药物筛选，达到提升药效的效果。

器官芯片的出现，不仅减少了对动物和人体实验的需求，而且能够更有效地筛选和评估潜在的新药，极大地加速了药物研发进程。未来，科学家们可以针对各类患者群体定制人体芯片，用于药物测试，缩短试药周期，最终实现精准医疗。

在器官芯片领域，东南大学苏州医疗器械研究院取得了令人瞩目的成就。他们借助微加工、3D 打印、纳米自组装等技术，成功构建出类似 U 盘和硬盘大小的器官芯片。这些芯片就像一个个透明的 “微型迷宫”，里面有 “小通道” 和 “小房间”，能够模拟人体环境。通过输入相关细胞，就能在其中 “长” 出对应器官。

研究院攻克了多项关键核心技术，如生物力测量、功能图像分析等。其中，在国际上首开太空人工血管组织芯片研究先河，标志着我国成为国际上第二个具有在轨开展器官芯片实验和分析能力的国家。他们还取得了多项国内外领先成果，包括完成国内首例太空器官芯片研究，创造了四项 “中国第一”—— 国际上首个太空心血管器官芯片的发射和在轨检测、我国第一个采用器官芯片数据获批 IND 的新药、我国第一个器官芯片国家标准制定、第一个应用于 P3 实验室的全自动化成像系统。

此外，研究院与产业化公司合作，完成了器官芯片体系全链条建设。他们攻克了多项核心技术壁垒，在研发进展上与国际齐头并进，部分领域甚至领先。例如，受恒瑞医药委托，使用人体心脏器官芯片成功筛选出药物 HRS - 1893，获国家药监局批准进入临床研究，这也是全球首次将类器官数据突破到 CGT 药物以外领域。

耀速科技是一家将类器官芯片、高内涵三维细胞成像、计算机视觉和人工智能技术融合的 “3D - Wet - AI” 生物科技初创公司。他们的创新之处在于将高通量器官芯片等技术结合，为药物研发提供更准确的疾病和药效评估模型，筛选候选药物。

2023 年起，耀速科技作为唯一一家高通量器官芯片公司，参与由美国 FDA、EPA 以及十多家跨国药企共同发起的全球最广泛和最权威的 OASIS Consortium，进行下一代临床前药物毒性预测工具开发合作项目与标准制定工作。该项目旨在利用基于细胞形态学的 AI 技术与多模态临床前模型共同开发更高效的下一代药物临床前安全性评价系统。

耀速科技已与多家国际、国内知名制药企业建立了战略合作或业务合作关系，在化妆品与食品领域与国际行业巨头的合作也正在积极推进中。同时，耀速科技 “3D - Wet - AI” 干湿结合的新药研发范式获得了国际科技巨头的青睐，谷歌向其无偿提供了 225 万元的算力支持，英伟达邀请其加入了 AI 初创企业加速计划 Inception Program。这些支持共同助力耀速科技数据库和计算平台的搭建和完善，进一步推动其在生物医药大数据和 AI 领域的研究和应用。

近日，耀速科技完成亿元级天使 + 轮融资，由鼎泰集团领投，正轩投资、天图投资跟投，老股东君联资本与雅亿资本持续加注，浩悦资本担任独家财务顾问。本轮融资将助力耀速科技进一步开发 AI + 类器官芯片技术平台，推动在新药研发领域的深度应用。

器官芯片作为一种新兴的技术，具有诸多显著的优势。

（1）模拟药物毒性和有效性

相比其他临床前模型，器官芯片能更好地模拟药物毒性和有效性。构建一个动物疾病模型一般需要 3 至 6 个月，甚至数年，而制造一个器官芯片一般仅需两三周。一只模式动物一般只能做一种药物试验，而一个器官芯片上多则有几百上千个独立测试的单元，可以进行几种或几十种药物的多浓度试验。此外，器官芯片由人体细胞组织构成，和人体对药物及病原体的反应高度一致，能够准确反映药物对人体的作用效果，极大地缩短了药物研发时间，降低了研发成本。

（2）实现精准医疗

器官芯片为实现精准医疗提供了技术保障。例如，对癌症病人进行药物敏感性测试、对罕见病人进行药物筛选等。同时，器官芯片能够更好地还原细胞基因表达调控网络，借助于基因组筛选或高通量测序，能发现传统方式难以发现的靶点。

（1）市场增长迅速

根据行业研究机构预计，到 2027 年全球器官芯片市场将以 30% 的复合年增长率快速增长。2023 年全球器官芯片市场销售额达到了 1.22 亿美元，预计 2030 年将达到 7.96 亿美元。中国市场在过去几年变化较快，2023 年市场规模虽相对较小，但预计 2030 年将在全球市场中占据一定份额。

（2）推动行业发展

未来将开发高仿真体外人源化生理、病理模型，推动药物创制和精准诊疗行业弯道超车。随着技术的不断进步，器官芯片有望在药物发现、环境评价、精准治疗等应用中发挥巨大潜力。例如，毛细血管器官芯片作为新型生物培养皿，助力复旦大学国家重点实验室实现了肿瘤组织及肾脏组织的大尺度培养，对更加准确地了解药效以及针对患者定制治疗方案有着重大意义，同时也意味着对新药开发以及精准医疗有着巨大价值。此外，器官芯片在个性化医疗方面也蕴含着诸多可能性，有朝一日，也许能利用器官芯片精准分析每个患者的病理和基因特征，从而为其量身定制医疗设备，还能为每个患者单独测试药物反应，提供真正个性化的治疗。

纳米材料在器官芯片技术中，能够模拟细胞结构和功能，为细胞提供更接近生物体内环境的生长条件。例如，在构建器官芯片的微结构时，纳米材料以多种方式被运用，使得药物测试结果更准确。以东南大学研发的人体器官芯片为例，在其技术突破过程中，纳米材料就发挥了关键作用。这些纳米材料由于其极小的尺寸和高度特定的物理化学性质，能够更好地模拟人体组织的各种功能，为药物研发提供更精准的测试环境。

纳米材料在材料科学、医疗领域、能源和环境保护等方面具有巨大应用潜力。

在材料科学方面，纳米技术使飞机运行效率显著提升。例如，空客（北京）工程技术中心联合国家纳米科学中心设立 “纳米复合材料联合实验室”，利用纳米技术提高复合材料的韧性和导电性，提升飞机的抗冲击能力和抗雷击能力，还能通过遍布机身的传感器实现对飞机的健康监控，提高飞机飞行的安全性和航空公司的运营效率。未来，随着纳米技术的加入，航空复合材料在客机上的使用比例将进一步提高。

在医疗领域，纳米材料不仅能助力更有效的药物制造，还可以通过纳米级的精密输送，将治疗药物直接送达病变部位。例如，君全智药用 DNA 纳米材料实现药物分子精准递送，其依托国家纳米科学中心的科研成果，利用 DNA 纳米载体技术的诊疗产品，可递送多种抗肿瘤药物或基因治疗药物。此外，纳米材料还用于生产仿生医学材料，如人工关节和人工器官等，为医疗领域带来新的创新机会。

在能源和环境保护方面，纳米材料表现出色。如兰州大学和俄罗斯人民友谊大学的研究人员开发的纳米混合催化剂，可在没有强侵蚀性溶剂的情况下，快速去除水中的污染物。还有加拿大不列颠哥伦比亚大学的研究人员开发的多孔纳米材料，可从水中吸附污染物，如抗癌药物甲氨蝶呤。北京化工大学先进功能聚合物复合材料北京市重点实验室于中振教授和曲晋副教授团队开发的低结晶性羟基硅酸钴纳米材料，能高效激活过一硫酸盐，快速降解水体中的抗生素、除草剂等水污染物。西北大学的科学家开发的可重复使用的纳米颗粒涂层海绵，能简单快速去除水中的重金属。