研究人員使用器官芯片智能分析系統(tǒng)進行成像分析

在新一輪科技變革和產業(yè)革命加速演進的時代，形成新質生產力、發(fā)展未來產業(yè)至關重要。而器官芯片技術，或許是中國在國際生物醫(yī)藥前沿研究領域實現“彎道超車”的歷史性機遇。

2025年7月10日，江蘇艾瑋得生物科技有限公司（以下簡稱艾瑋得生物）攜其器官芯片系列產品與技術亮相2025高校技術轉移大會，備受關注。自2021年起，艾瑋得生物專注于器官芯片（Organ-on-a-Chip）領域，與東南大學器官芯片團隊協(xié)同創(chuàng)新，持續(xù)推進技術研發(fā)與商業(yè)轉化，成為器官芯片領域頗具影響力的創(chuàng)新型企業(yè)。

在中國科學技術協(xié)會發(fā)布的“2025十大工程技術難題”中，“生物制造復雜器官”難題位列其中，而“類器官與器官芯片”技術革新是解決這一難題的關鍵。該技術可實現精準解析生理與病理機制，為生物藥物的高通量篩選提供標準化模型；可實現器官再生與功能修復，為終末期器官衰竭患者創(chuàng)造替代性治療方案；同時，有望徹底改變再生醫(yī)學、疾病研究與藥物開發(fā)的格局�！邦惼鞴倥c器官芯片”技術與人工智能（AI）技術存在緊密的內在關聯。艾瑋得生物圍繞器官芯片展開的智能設備的研發(fā)成果清晰展現了AI技術在相關科研應用場景中所具有的創(chuàng)新價值。

近日，本刊獨家對話艾瑋得生物總經理童暉，解碼艾瑋得生物推動器官芯片科技成果從實驗室走向市場的創(chuàng)新歷程——在醫(yī)療科技日新月異的當下，用“芯”呵護生命，已成為深耕醫(yī)療科技前沿的創(chuàng)新型企業(yè)肩負的重要使命。

微觀世界里的逐夢征程

創(chuàng)意世界：艾瑋得生物成立的初衷是什么，是如何踏上器官芯片技術探索之路的？

童 暉：2012年，東南大學顧忠澤教授承接了“人體器官芯片”課題，隨后整合多學科資源開展交叉研究，陸續(xù)攻克了芯片構建與數字化中的精準測量關鍵核心技術、器官芯片高精度跨尺度三維打印、功能性細胞外支架材料、細胞力成像、人工智能算法等難題，成功研發(fā)出我國自主的微生理器官芯片模型及測量方法。

為了將器官芯片核心技術轉化為穩(wěn)定、持續(xù)供給的優(yōu)質產品，推動科技成果從“書架”走向“貨架”，2021年，顧忠澤教授帶領團隊與東南大學蘇州醫(yī)療器械研究院、江蘇省產業(yè)技術研究院、蘇州醫(yī)療器械產業(yè)集團共同攜手，成立了產業(yè)化公司——江蘇艾瑋得生物科技有限公司，加速人體器官芯片及配套智能設備的產業(yè)化進程。

艾瑋得生物與東南大學圖書館簽署知識產權服務合作備忘錄，讓知識產權服務在科技創(chuàng)新和成果轉化中發(fā)揮重要作用。

創(chuàng)意世界：艾瑋得生物的團隊是如何構建的？

童 暉：目前，艾瑋得生物核心管理團隊有9位成員，由東南大學顧忠澤教授領銜，東南大學研究員陳早早教授擔任艾瑋得CTO兼副總經理。團隊匯聚生物工程、微流控技術、人工智能等多領域的頂尖科研力量，構建起一支兼具原創(chuàng)能力與技術轉化實力的硬核團隊；同時擁有兼具全球視野與本土化運營經驗的管理團隊，涵蓋企業(yè)戰(zhàn)略、運營管理、市場拓展等多個關鍵領域，具備豐富的科技成果轉化經驗�？蒲信c管理的核心力量有機融合，形成了艾瑋得生物在技術研發(fā)與商業(yè)運營上的獨特競爭力，為企業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供了全方位保障。

創(chuàng)意世界：器官芯片的雛形，可追溯至21世紀初。究竟什么是“器官芯片”呢？

童 暉：“器官芯片”是通過干細胞、生物材料、納米加工等前沿技術的交叉集成，在人體外構建一套器官的微生理系統(tǒng)，能夠模擬人體不同組織器官的主要結構功能特征和復雜的器官間聯系，進而預測人體對藥物或外界不同刺激產生的反應。這項技術不僅能大幅減少動物實驗和人體試驗，還能完成傳統(tǒng)實驗無法實現的復雜研究。

創(chuàng)意世界：器官芯片可以應用在哪些領域呢？

童 暉：器官芯片不僅在構建人體生理/病理模型、藥物研發(fā)及毒理學研究中有著廣泛的應用，同時，它也是一種高質量、高通量、高速度生產生物醫(yī)學數據的體外模型，是醫(yī)學人工智能大模型的全新數據來源。

創(chuàng)意世界：艾瑋得生物有哪些業(yè)務范圍？

童 暉：艾瑋得生物致力于器官芯片、智能裝備及生物試劑等產品和服務的研發(fā)生產，構建器官芯片全產業(yè)鏈生態(tài)體系，為腫瘤精準診療、疾病建模、藥物篩選、藥物評價、化妝品評價、再生醫(yī)學研究、航天醫(yī)學研究等領域用戶提供精準高效的產品與解決方案。

創(chuàng)意世界：艾瑋得生物的器官芯片技術已經在多個領域實現應用突破，落地了哪些產品？

童 暉：在藥物研發(fā)方面，成功構建了藥物功效與安全性評價解決方案，基于器官芯片技術構建模擬不同臟器或病灶的生理或疾病模型，為藥物的敏感檢測、代謝分析、毒性評價等提供合適的模型工具，覆蓋血管屏障/新生血管、血腦屏障（BBB）、心肌、肝臟、腸、肺、皮膚、腎、視網膜等組織的生理與病理模型，如利用器官芯片構建肝臟模型，用于模擬人源肝臟內部結構和生理功能，包括肝內細胞間相互作用、肝功能等，應用于藥物代謝、肝毒性評價等。

在美妝產品研發(fā)領域，以皮膚器官芯片技術為核心，解決美妝產品的皮膚美白功效檢測、抗衰老功效檢測、保濕功效檢測、刺激性檢測、光毒性檢測等功效與安全性評價問題。

在精準醫(yī)療領域，利用器官芯片進行藥物篩選和治療方案制定，實現精準治療，提高治療效果。同時，器官芯片還可以用于評估治療效果和預測疾病復發(fā)風險，為患者的治療提供更為全面的支持。

在基礎科研領域，使用器官芯片能夠模擬真實器官的微環(huán)境，包括血液流動、氧氣供應等，從而更準確地模擬疾病的發(fā)生和發(fā)展過程，同時提供自主開發(fā)的配套智能裝備與各類試劑產品，幫助研究人員深入了解疾病的發(fā)病機制，為疾病的預防和治療提供新的思路。

創(chuàng)意世界：發(fā)展“器官芯片”的重大意義是什么？

童 暉：在新一輪科技變革和產業(yè)革命加速演進的時代，形成新質生產力、發(fā)展未來產業(yè)至關重要。而器官芯片技術，或許是中國在國際生物醫(yī)藥前沿研究領域實現“彎道超車”的歷史性機遇。

科技創(chuàng)新的硬核力量

創(chuàng)意世界：2012年起，顧忠澤教授帶領團隊開始探索器官芯片的相關技術。研發(fā)工作是在一種什么樣的狀態(tài)下起步的？面臨哪些困難？

童 暉：2010年，哈佛大學Wyss研究所的Donald E.Ingber博士帶領團隊開發(fā)出世界上第一款成功的肺器官芯片。同期，美國政府宣布啟動人體芯片計劃，旨在開發(fā)人體芯片并將其應用于新藥研發(fā)和毒性預測。

2012年，顧忠澤教授團隊入選首個器官芯片方向的教育部創(chuàng)新團隊，率先承擔起中國器官芯片技術的研發(fā)重任。當時，國際上關于器官芯片技術已有一些初步研究成果，但尚未在醫(yī)療器械和藥品領域的應用中得到充分驗證；國內的器官芯片技術則仍處于鮮為人知的狀態(tài)。器官芯片的構建涉及多學科交叉研究，面臨著細胞培養(yǎng)、芯片材料與加工、微環(huán)境構建及器官芯片測量等諸多難題。

創(chuàng)意世界：艾瑋得生物已經創(chuàng)造了四項“第一”——國際上第一個太空心血管器官芯片的發(fā)射和在軌檢測、我國第一個基于器官芯片數據獲批新藥臨床試驗申請（IND）的新藥、第一個器官芯片國家標準立項、第一個人體器官芯片醫(yī)藥大模型發(fā)布。其發(fā)展可謂一步一個腳印，不斷實現突破。您認為成立時間并不算長的艾瑋得生物，近年能取得諸多成績的原因是什么？

童 暉：在艾瑋得生物成立之前，顧忠澤教授已帶領器官芯片團隊深耕十年，厚積薄發(fā)。2024年5月，東南大學器官芯片研究院正式成立，顧忠澤教授出任該院院長。艾瑋得生物成立3年多以來取得的豐碩成果，離不開顧院長前十年的技術沉淀，也離不開艾瑋得生物器官芯片團隊的潛心鉆研。

艾瑋得器官芯片模型構建

創(chuàng)意世界：2023年5月底，艾瑋得生物參與研發(fā)的恒瑞醫(yī)藥的HRS-1893片獲批開展臨床試驗。這是國內首個依據心臟器官芯片數據獲批新藥臨床試驗申請（IND）的新藥，它將為患者帶來哪些福音？

童 暉：這是國內首個利用器官芯片數據獲批進入臨床試驗的新藥，HRS-1893通過特殊機制抑制心肌過度收縮，擬用于治療肥厚型心肌病及心肌肥厚引發(fā)的心力衰竭。

此項研究的體外篩選工作由艾瑋得生物負責，基于器官芯片技術評價藥物對心臟類器官芯片收縮振幅及鈣瞬變峰值的影響，累計篩選9批次上百個化合物。此次合作高效精準地完成了化合物體外活性和藥物選擇性的篩選，為后期的體內藥效實驗找到了候選分子。

創(chuàng)意世界：2023年，在中國空間站任務期間，顧忠澤教授團隊、艾瑋得生物等還共同完成了國內首例太空器官芯片研究。成功完成該研究工作的重大意義是什么？

童 暉：顧忠澤教授帶領的器官芯片團隊聯合中國航天員科研訓練中心等單位，研發(fā)完成我國首例太空器官芯片研究。該研究利用人工智能和影像組學分析，實現了在軌血管的狀態(tài)監(jiān)測，致力于解決長期困擾航天飛行的心血管系統(tǒng)功能失調問題。

這款芯片的成功研發(fā)，讓我們團隊深感自豪——它使中國成為全球第二個具備在軌開展太空器官芯片實驗能力的國家。

研發(fā)完成我國首例太空器官芯片研究。

創(chuàng)意世界：2024年10月26日，我國首個器官芯片領域的國家標準《皮膚芯片通用技術要求》（GB/T 44831-2024）由顧忠澤教授團隊牽頭，聯合東南大學、艾瑋得生物、博奧生物集團有限公司、清華大學、南方醫(yī)科大學、南京市食品藥品監(jiān)督檢驗院、南京市計量監(jiān)督檢測院等21家單位共同完成并正式發(fā)布。該標準的發(fā)布，會對行業(yè)發(fā)展起到什么樣的作用呢？

童 暉：《皮膚芯片通用技術要求》（GB/T 44831-2024）是我國器官芯片領域的首個國家標準。該標準的發(fā)布，將有效促進行業(yè)規(guī)范發(fā)展，進一步賦能產業(yè)高質量發(fā)展。我始終堅信，科學研究與產業(yè)創(chuàng)新之間是相互促進的關系。艾瑋得生物也在持續(xù)深耕器官芯片領域，不斷努力攻克其中的各項技術難點，為我國科技創(chuàng)新發(fā)展貢獻力量。

創(chuàng)意世界：當AI浪潮滾滾而至，AI技術的賦能為醫(yī)療領域帶來了新的變革。在器官芯片領域，AI是如何助力行業(yè)實現跨越的？

童 暉：隨著檢測方法與技術的進步，科學研究、醫(yī)學圖像產生的數據呈爆發(fā)式增長。圖像數據采集到的指標數據海量且高維度交織，傳統(tǒng)的采集、識別、分析技術難以有效挖掘其中蘊含的生理與病理機制信息及規(guī)律。AI技術在深入挖掘、連續(xù)捕獲研究過程中圖像的時空信息，快速高效提取圖像中的三維特征并進行歸類分析等方面展現出顯著優(yōu)勢，既能釋放人力，又能降低識別誤差，已經成為推動生物醫(yī)學快速發(fā)展的強大助手。

推動器官芯片科技成果轉化。

創(chuàng)意世界：借助AI，艾瑋得生物取得了哪些技術創(chuàng)新突破？

童 暉：值得一提的是，與通用AI大模型不同，艾瑋得生物的AI圖像技術尤為凸顯“最懂類器官與器官芯片”的專業(yè)化特質，且在落地實踐方面具有深度。其聚焦于類器官算法、腫瘤球算法、皮膚芯片算法、心臟芯片算法等實際實驗場景，覆蓋了從采集、識別、分析到輸出的AI分析全流程閉環(huán)。

創(chuàng)意世界：一個典型的例子是，2025年6月，顧忠澤教授團隊攜手東南大學公共衛(wèi)生學院、南京醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院肝膽中心等發(fā)表研究成果“DILITracer模型”。艾瑋得生物在AI領域的研發(fā)成果也在其中發(fā)揮了顯著作用。

童 暉：是的。DILITracer模型是一種結合人類肝臟類器官（HLO）技術、明場成像技術及AI輔助算法，用于預測化合物臨床藥物不良影響（DILI）水平的預測模型。它是全球首個能夠實現肝毒性水平分類的AI模型，總體準確率可達82.34%，尤其在識別非DILI化合物方面表現突出，準確率達到90.16%。

艾瑋得生物CTO陳早早教授帶領研發(fā)團隊，助力DILITracer模型構建。在該模型的構建過程中，艾瑋得生物充分展現了在類器官培養(yǎng)、AI圖像分析領域的技術支撐實力。例如，其研發(fā)的器官芯片智能分析系統(tǒng)，為模型的數據采集提供了穩(wěn)定且高效的圖像支持。這背后，是團隊對科學研究的堅定支持。

知識產權點燃“智造”引擎

創(chuàng)意世界：近年來，中國在器官芯片領域發(fā)力頻頻，擘畫出精準醫(yī)療新藍圖。

童 暉：中國在“十四五”國家重點研發(fā)計劃中，將“基于類器官的惡性腫瘤疾病模型”列為首批啟動的重點專項任務，瞄準了我國癌癥高發(fā)這一臨床痛點。該計劃重點指出，類器官作為一項重大技術突破，可用于疾病模型的建立，還能研究病理狀態(tài)下干細胞的變異、異質性及其發(fā)生機理，挖掘疾病診療的新靶標，探索診療新策略。

創(chuàng)意世界：放眼全球，“器官芯片”行業(yè)發(fā)展態(tài)勢如何，又處于何種發(fā)展階段呢？

童 暉：隨著全球對動物實驗替代方法的重視以及對更仿真人體外模型需求的增加，器官芯片技術近年獲得了更多政策支持。

2025年4月，美國食品和藥物管理局（FDA）發(fā)布歷史性聲明，計劃逐步淘汰傳統(tǒng)動物實驗，采用實驗室培養(yǎng)的類器官和器官芯片系統(tǒng)測試藥物安全性，允許藥企提交基于類器官和器官芯片的非動物實驗數據作為審批依據，并優(yōu)先批準采用創(chuàng)新測試策略的企業(yè)。隨后，美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）以實際舉措響應這一變革浪潮，宣布啟動“研究創(chuàng)新、驗證與應用辦公室”（ORIVA），明確將器官芯片技術作為戰(zhàn)略突破口，聚焦“以人體為中心”的創(chuàng)新科學技術發(fā)展，開發(fā)、驗證和推廣非動物研究方法在生物醫(yī)學研究中的使用，以減少對動物模型的依賴。該機構更在7月份宣布，終止資助僅依賴動物試驗的項目申請。

當下，受相關政策推動影響，器官芯片市場在全球范圍內呈現快速增長趨勢。這一態(tài)勢得益于技術創(chuàng)新與多學科融合、市場需求增長，以及行業(yè)巨頭的積極布局——其中不僅包括輝瑞、阿斯利康等眾多制藥企業(yè)，還有歐萊雅等消費品公司也已布局器官芯片技術。

創(chuàng)意世界：科技創(chuàng)新作為發(fā)展新質生產力的核心要素，其重要性不言而喻�？煞窠榻B一下，在器官芯片這一前沿領域中，具體涉及哪些知識產權？在全球范圍內，該領域的知識產權申請又呈現出怎樣的態(tài)勢？

童 暉：器官芯片領域相關的知識產權類型包括：專利權、商標權、軟件著作權以及商業(yè)秘密等。在全球范圍內，器官芯片領域的知識產權申請呈現出快速增長的態(tài)勢。其中，中國、美國、歐洲、日本處于領先水平，目前器官芯片領域在中國的專利申請量是最多的。

2025年6月，艾瑋得生物攜器官芯片產品亮相第四屆微生理系統(tǒng)世界峰會（MPS World Summit 2025)。

創(chuàng)意世界：艾瑋得生物在知識產權領域取得了哪些突出成果？

童 暉：截至2025年上半年，公司共申請專利128件，其中發(fā)明專利申請74件，占比超過50%。公司專利布局涵蓋生物芯片、體外器官模型、生物材料、智能設備及AI算法等核心領域。此外，艾瑋得生物還擁有國際國內注冊商標60余件，登記軟件著作權7件。

創(chuàng)意世界：以艾瑋得生物為例，知識產權對于處于市場競爭中的企業(yè)而言，起到了何種重要作用？

童 暉：知識產權對于企業(yè)而言，不僅是重要的無形資產，更在提升與鞏固市場競爭力、增強抗風險能力方面發(fā)揮著關鍵作用。通過知識產權保護，企業(yè)能夠有效防止技術泄露與侵權行為，從而穩(wěn)固自身市場地位、保障經濟利益。此外，知識產權體系還能進一步激勵企業(yè)開展技術創(chuàng)新，為其構建持續(xù)的競爭優(yōu)勢提供有力支撐。

創(chuàng)意世界：在您看來，知識產權與科技創(chuàng)新的關系是什么？

童 暉：知識產權與科技創(chuàng)新之間關系密切、相輔相成。知識產權為科技創(chuàng)新提供了法律保護和激勵機制，確保創(chuàng)新成果獲得合法認可與經濟回報；同時，科技創(chuàng)新推動著知識產權的產生，新的技術、產品和方法通過專利等形式得以固化和傳播，形成良性循環(huán)。

創(chuàng)意世界：感謝童總。期待艾瑋得生物以“芯”為炬，在器官芯片領域書寫出更多創(chuàng)新驅動的精彩篇章。

童暉

江蘇艾瑋得生物科技有限公司總經理

歷任Guidant/BostonScientific心臟節(jié)律部中國區(qū)總經理、雅培心血管公司中國區(qū)總經理、Becton Dickinson大中華區(qū)診斷部總經理、德國凱杰（QIAGEN）全球副總裁兼任大中華區(qū)總經理、美國NAMSA公司全球副總裁兼任亞太區(qū)總經理。在醫(yī)療和生命科學領域從業(yè)30余年，具有豐富的戰(zhàn)略布局和企業(yè)管理經驗，帶領多家頭部跨國公司的中國及亞太業(yè)務團隊取得優(yōu)秀業(yè)績。

（文章來源：《創(chuàng)意世界》2025年8月號）

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編校：苑寶平，審讀：郭麗

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