作为新质生产力的典型代表之一，器官芯片研发不断升温，产品也正在走进现实。规律跳动的“心脏”、勤勉代谢的“肝脏”、主掌呼吸的“肺部”、血液奔涌的“血管”在芯片上有序的运行。实验室的显微镜下，可以清晰地看到在巴掌大小的高分子材料里，微型的人体“器官”正在被孕育和培养。

人体器官芯片已成为国际生物医学领域技术的前沿争夺焦点。本期风向关注器官芯片，探究前沿技术如何服务改变人类生活。

器官芯片不仅是生物医学的突破，更是多学科集成创新的技术创新。器官芯片是由干细胞科学、生物材料工程、纳米加工技术等多个前沿技术交叉集成而成，通过在体外开发新型的生物活性材料，构建出高度复杂的器官微生理系统，在生命科学、制药化工、航空航天等领域为人类科学发展做出贡献。

最新研发的可变色“心脏芯片” 图源：新华社

目前市场上常见的器官芯片，分别有U盘和硬盘大小，这些器官芯片上铺着人类患者的活细胞，将相应的细胞“种”进这种器官芯片里，构建出接近于体内的生长环境，长出相对应的细胞团，可以模仿人体器官组织的多种功能。通过在体外构建不同的生理结构的屏障类、仿生肿瘤类、血管化和罕见病等器官芯片模型来模拟体内的微生理环境。

简单说，器官芯片借助微加工、3D打印、纳米自组装等技术，“盖”出了模拟人体环境的“房子”，再往里面输入相关细胞，就能“长”出对应器官。由它代替人体做精准药物筛选、罕见疾病建模、器官再生、化妆品研发和创新药开发等领域的应用。

器官芯片工作流程 图源：广证恒生报告

传统的药物开发模式耗时久、价格高，器官芯片则是推动疾病治疗和药物开发的全新选项。这些突破将使药物开发过程更快速、更经济，也让生产出的药物更安全。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。

通过器官芯片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，从而极大地加速了药物研发进程。

据了解，器官芯片已经能模拟多种器官的功能，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”。颠覆性的前沿技术，正在改变我们的生活。

作为一项变革性生物医学技术，器官芯片被世界经济论坛列为十大新兴技术之一。在这个具有颠覆性意义的技术领域，中国科研人员不断攻克关键核心技术，在国际竞技场上展现中国智慧。

2016年至2020年，随着技术进步和政策支持，国产器官芯片行业进入快速发展阶段，企业数量增加，产品种类丰富，市场规模逐步扩大。2021年至今，行业创新加速，高端芯片研发取得突破，部分企业开始与国际先进水平接轨，市场竞争力逐步提升。

肺器官芯片结构图 图源东南大学研究报告

当前，中国人体器官芯片行业市场需求规模不断扩大，呈现出良好的增长趋势。中国的器官芯片产业发展主要依托企业、高校、医院、研究机构等创新资源的技术合作与成果转化，产业集聚区覆盖珠三角、长三角及北京等地。

根据相关数据显示，近年来，中国器官芯片市场年复合增长率超过30%。预计未来几年，这一增长率仍将保持。目前，中国器官芯片市场主要由初创企业主导，这些企业具有创新能力强、灵活性高等特点。随着市场的发展，器官芯片产业链正在逐步完善，包括芯片设计、制造、封装测试等环节都在快速发展。这些都将带动相关产业链上下游企业的技术创新和产业结构升级，推动新药研发产业跨越发展。

技术的创新变革，正在助力服务民生。实验人员将一种可降解材料的血管支架植入器官芯片中，并通过仪器观察，记录器官芯片内血管的变化以及支架材料的降解情况。科研人员将依托这项研究，推出对人体更安全的血管支架等植介入医疗器械，为病人送去福音。

图源苏州高新区科技创新局

器官芯片在药物发现、环境评价、精准治疗等应用中具有巨大潜力。根据阿谱尔(APO)统计及预测,全球器官芯片市场规模2029年有望达到6.2亿美元，2023年至2029年的年复合增长率为31.21%。其它预测认为，随着替代动物的试验方案的快速发展，到2032年，器官芯片的市场规模将增长到14亿美元，在8年内增长10倍以上。

嘉实基金大健康研究总监郝淼表示，新一代信息技术、新材料、生成式人工智能以及生物制造等新质生产力正在驱动医疗领域从此前的信息化向切实解决临床需求的“数智化”转变，整个医疗产业的生态正在迭代和重构。医药产业是一个典型的成长型赛道，能够长期保持1.5-2倍于GDP的增速。像医疗服务、创新药、科研服务等都是行业里面高成长、高增速的一些细分方向。

在中国，器官芯片的应用将极大提升新药研发效率，降低研发成本。能够在短时间内对大量候选药物进行筛选和评估，为新药研发提供具有颠覆性、变革性的生物医学实验方案和更加高效、准确、可靠的技术工具。

一系列器官芯片领域科研成果的问世,不仅体现了我国科研机构在航空医学、药物研发、标准制定、疫苗评价等方面取得的成绩,亦预示着器官芯片技术将在不久的将来迎来爆发式发展。

嘉实基金大科技研究总监王贵重表示，从历史规律来看，每十年都会有一轮围绕着硅基材料体系的科技创新周期。科技投资主要聚焦“信息、能源、生命”这三大人类的本质需求。具体到投资上，其实主要要解决两个关键问题：一个是，狭义的科技领域的投资脉络，也就是这一轮的人工智能有怎样的具体变化；另一个则是，未来应该怎样把握大科技变革下的投资机会和产业链结构。

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