多器官系统集成：“肝-肾-肠”联合模型构建与药物代谢毒性研究

一、模型构建框架与技术路径

1. 多器官芯片（Multi-OOCs）系统设计

• 水平集成架构：通过微流控芯片将肠道上皮模型（Caco-2细胞或患者来源类器官）、肝小叶模型（HepG2或原代肝细胞）与肾小管模型（HK-2细胞）连接，形成生理级联通路（图1）。例如，肠道芯片模拟药物吸收后，药物通过门静脉血流模拟通道进入肝脏芯片代谢，代谢产物再经循环系统进入肾脏芯片评估排泄动力学。
• 垂直扩展设计：整合皮肤或肺器官模块，研究不同给药途径（口服、透皮、静脉）对药物分布的影响。例如，皮肤-肠道-肝-肾联合模型可评估透皮贴剂的全身毒性。
• 动态参数校准：引入物联网传感器实时监测肝血流量（基于门静脉压差）、肾小球滤过率（通过荧光葡聚糖清除率计算）和肠黏膜渗透性（TEER值），实现模型与真实生理状态的同步更新。

以下是一段Python代码示例，用于模拟多器官芯片（Multi-OOCs）系统的设计。该代码展示了如何创建一个简单的模型，模拟多个器官芯片之间的交互。代码中使用了类来代表不同的器官芯片，并通过方法模拟它们的功能。

class OrganChip:
    def __init__(self, name, function):
        self.name = name
        self.function = function

    def perform_function(self):
        return f"{
     self.name} is performing {
     self.function}"

class MultiOOCSystem:
    def __init__(self):
        self.organ_chips = []

    def add_organ_chip(self, organ_chip):
        self.organ_chips.append(organ_chip)

    def