肿瘤药物研发面临的困境在于临床前研究与成功临床试验间的巨大差距，这一鸿沟被认为是肿瘤药物发现的最大障碍。目前，肿瘤领域的临床试验成功率令人震惊，仅为5%，而整体疾病相关药物的获批率则徘徊在10-20%之间。这主要是由于临床前的成功难以转化为临床获益。与此同时，制药企业开发新药的成本不断上升，数据显示FDA每批准一款新的肿瘤药物，平均需要26亿美元。肿瘤药物开发高失败率的关键因素之一便是缺乏有效的预测模型。

虽然活体动物模型（如PDX模型）能够提供重要的数据，但它们并不能准确重现肿瘤微环境，因此在模拟人类疾病方面的转化医学价值有限。此外，动物实验还面临着日益严重的伦理争议。另一方面，传统的二维体外模型显然存在局限，缺少重要的肿瘤组织成分，如血管、胞外基质及间质细胞等，这使得其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在体外研究中逐渐发展，但大多数三维模型同样缺乏完整的组织微环境，包括免疫成分或血管化。

器官芯片模型的出现使得能够更有效地模拟肿瘤细胞、基质成分及免疫系统间的相互作用，通过显现真实的肿瘤微环境 (TME)，能够更好地架起二维培养与复杂动物研究之间的桥梁，实现药物渗透、有效性及毒副作用的评价。此外，患者来源的肿瘤组织为临床前研究和患者真实反应之间的鸿沟提供了桥接，进而实现个性化的肿瘤治疗。

在研究中，通过构建高通量无膜屏障芯片实现体外血管化模型，这些模型能够更好地模拟肿瘤内部丰富的血管网络。肿瘤生长需要大量的营养物质，进而导致肿瘤组织内外形成复杂的血管网络。抑制血管生成已成为治疗部分实体瘤（如肝癌和结直肠癌）的关键策略。虽然二维体外模型无法有效模拟血管生成过程，而PDX模型又受限于物种间差异，三维类器官模型则主要由上皮细胞组成，同样缺乏血管化结构。

今天，我们将探讨如何利用高通量无膜屏障芯片构建可灌注的三维血管模型，以及如何使用该模型进行促/抗血管药物研究。通过高通量无膜屏障芯片，研究者能够整合血流灌注和生化浓度梯度，证实该平台在构建生理血管出芽及微血管形成模型方面的可行性。该芯片尺寸为384孔板，包含40个独立操作的微流控单元，每个单元由3个通道构成。研究者通过凝胶注入及摇摆灌注培养，实现具有管腔结构的微血管培养。

在血管生成因子的刺激下，微血管会生长并向凝胶屏障外的血管生成因子通道趋化生长。研究者可以从出芽数量、平均长度、圆形度及直径等多个维度进行比较和分析。利用高通量无膜屏障芯片构建的微血管模型，被广泛应用于筛选促血管生成的化合物，在生物医学研究中得到了有效的评估。

在探索抗血管生成的药物方面，研究者筛选了1537种蛋白酶抑制剂（PKIs），并评估其对血管出芽的影响。这些筛选结果显示，超过4000个微血管模型可以有效评估PKIs的抗血管生长效果。找出有效的抑制剂不仅能减少血管出芽，而且能保护微血管结构完整性，显示出其在肿瘤药物研发中的潜在应用价值。

尊龙凯时的高通量无膜屏障芯片为生物医药研究提供了创新的解决方案，能够稳定构建复杂的血管化模型。该平台不仅适用于多种细胞及组织的灵活分布和共培养，还能够有效地进行药物开发、筛选及基础科学研究。因此，推动了生命健康科技的未来发展，真正将科学研究与临床应用紧密结合。