从化妆品监管科学角度探讨类器官及器官芯片的发展现状、趋势与启示.pdf
《从化妆品监管科学角度探讨类器官及器官芯片的发展现状、趋势与启示.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《从化妆品监管科学角度探讨类器官及器官芯片的发展现状、趋势与启示.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、药品监管科学研究专栏 基金项目:国家重点研发计划项目(.)中国食品药品检定研究院中青年发展研究基金(.)作者简介:林铌女博士主管药师研究方向:化妆品安全性评价替代与转化毒理学:.通信作者:王钢力女博士研究员研究方向:化妆品安全性评价:.路勇男博士教授级高级工程师研究方向:化妆品安全监管:.从化妆品监管科学角度探讨类器官及器官芯片的发展现状、趋势与启示林铌张凤兰余振喜王钢力路勇(中国食品药品检定研究院化妆品安全技术评价中心北京)摘要:类器官和器官芯片等新型体外替代模型是近年国际前沿技术和研究热点并被逐渐应用于药品、化妆品领域的研发和监管中使该类技术备受关注 本文首先简要阐释了类器官和器官芯片的基
2、本概念、发展历程及技术特点然后列举了该类技术在化妆品原料安全性、功效性测试中的应用场景 最后结合国内外化妆品技术法规对类器官和器官芯片在提升我国化妆品原料研发效能、支持监管决策方面的未来趋势进行了展望并从监管科学角度提出了应用该类新技术时的监管建议以期为符合我国国情的化妆品监管提供技术储备促进创新性科学研究成果转化为实用性监管科学工具关键词:类器官器官芯片化妆品原料安全性功效性监管科学中图分类号:文献标志码:文章编号:():./.():.:自化妆品监督管理条例(以下简称“新条例”)实施以来我国化妆品监管法规体系不断完善增加或进一步规范了关于化妆品原料管理、安全评估、质量控制和功效评价等方面的技
3、术要求一系列配套法规政策也逐步落地大幅提升了我国化妆品和新原料的质量安全监管要求推动行业进入高药学研究 .质量发展的新时代 新条例引导企业加强科技创新和研发投入行业关注的焦点逐步转变为化妆品创新技术和评价工具的研发和使用新原料筛选、安全评估、功效评价和制造工艺等多个领域随之涌现出了一批新技术新方法受到了广泛关注 例如近期市场上出现的纳米化妆品及原料、生物活性肽类和植物提取物类新原料、合成生物学和生物发酵等新技术及新工艺也为化妆品的测试、评价和监管带来了比以往更大的挑战化妆品从研发到上市销售等全生命周期的各环节中原料的安全性和功效性评价和监管尤为重要需要有充分的科学依据来支持其使用安全性或功效宣
4、称的科学性、真实性和可靠性 用于化妆品原料的安全与功效评价方法主要分为基于动物实验、非动物试验(即替代方法包括采用离体组织或细胞模型、计算机模拟和理化试验等方法)、人体测试和消费者评价等 基于保护动物福利和伦理方面的考虑世界范围内普遍倡导动物试验遵循“原则”(即替代、减少、优化原则)且在行业新原料、新技术、新工艺的发展趋势下促进了化妆品研发和测试的体外替代新模型不断涌现 近 至 年间随着细胞生物学和组织工程学等技术的发展类器官和器官芯片等新型复杂体外模型()不仅是当前国际前沿和科研热点在国内外应用于药物临床前开发、新药进入临床试验申请()和监管科学方面也已有成功案例 近年类器官、器官芯片模型逐
5、步开始应用于化妆品原料的研发和测试中在未来更有望成为创新技术化妆品及新原料研发、测试的有力工具本文首先简要介绍了类器官、器官芯片的基本概念和发展历程比较介绍了这两种模型与其他体内外模型的不同和技术优势并列举了一些类器官和器官芯片在化妆品原料研发、安全和功效评价测试中最新的应用场景和实例 然后简述了此类新技术新模型国内的研发和技术标准制定的现状 最后结合国内外化妆品安全性功效性评价的技术要求和法规监管体系展望了类器官、器官芯片应用于我国化妆品原料研发、安全和功效评价的未来趋势并对此提出了切实的监管对策及建议 类器官和器官芯片的概念.类器官 类器官是由干细胞在三维()培养体系中被诱导分化、自组装为
6、具有复杂空间形态的组织与体内来源的组织或器官具有高度相似性 尽管类器官并不是真正意义上的人体器官但能在结构和功能上模拟真实器官能够最大限度地模拟体内组织结构及功能并能够长期稳定传代培养 年 团队使用单个肠干细胞在体外成功构建了第一个具有肠隐窝绒毛结构的肠类器官开启了类器官技术发展的新纪元 近十多年来随着类器官技术不断发展胃、视网膜、脑、肝、肾、皮肤、胰腺、肺、生殖器官及附属器等类器官被相继成功构建现主要应用于病理生理模型构建、药效学筛选和毒性研究、化妆品原料的功效和安全性评价等领域.器官芯片 器官芯片()模型的产生有赖于生物医学工程的发展其技术核心是组织工程学和微流控技术等 器官芯片是通过将多
7、种人源细胞培养在微米甚至纳米级别的芯片中芯片材料为细胞或微组织提供必要支撑和生长环境甚至可以通过重构血管和神经、免疫系统来更好地模拟人体器官真实的生长环境 此外基于微流控技术的器官芯片内部的流体还为培养的组织细胞提供机械力并在各个组织腔室间流动以提供氧气、营养物质和生长因子等保证芯片内组织细胞能够长时间更好地维持活性和分化表型除了类器官和器官芯片近年的科研论文和科技新闻报道中也常出现“类器官芯片()”这一名称 类器官芯片多指整合了类器官和器官芯片两者技术优势的一类微生理系统既兼具类器官模型通量高的优点又能利用器官芯片的生物材料和微流控技术来模拟更复杂的、更接近真实人体的组织器官生长微环境 但有
8、学者认为器官芯片或微生理系统的材料本身并不适合类器官组织的诱导形成和后期维持培养因此这一概念最初是存在争议的 随着类器官培养技术和生物工程技术的发展成熟减少了对细胞组织培养基的高度依赖提高了生物材料的组织相容性构建真正意义上的类器官芯片模型逐步实现 类器官和器官芯片的技术特点由于类器官和器官芯片本质上是两种不同的技术路线表 中汇总梳理了传统动物模型、培养细胞模型、培养细胞模型、类器官模型、器官芯片模型和类器官芯片模型各自的技术特点通过比较研究进一步阐明类器官和器官芯片与经典的体内/外替代模型的异同药学研究 .表 不同评价筛选模型的技术特点动物模型 细胞模型 细胞模型类器官模型器官芯片模型类器官
9、芯片模型优势整体模型重现性好技术标准成熟人源细胞一定程度上克服种属差异性对受试物反应更敏感可实现受试物的高通量筛选可操作性强技术标准成熟 立体结构培养比 模型更接近细胞真实生长环境更具生理相关性提高预测能力可实现高通量筛选技术较为成熟标准可控人源干细胞分化形成结构和功能表达更接近人体器官能重现不同组织结构对受试物反应的细微差异预测能力更强高通量筛选更灵活地构建疾病模型反映不同人种间差异应用于个体化和精准医疗需要一定培养技术现已有类器官培养和检测的成熟的试剂盒人源组织细胞来源克服种属差异提高预测能力能整合不同组织器官模拟不同器官间的协同作用或相互影响反映人体局部 系统对受试物的反应可以通过重构血
10、管和免疫微环境进行疾病模型构建、药物化妆品原料的筛选和作用机制研究在药物开发等过程中缺乏合适动物模型时可作为替代检测模型已有被国外监管机构接受的成功案例整合类器官和器官芯片的技术优势可以更好地模拟人体真实生理环境和结构功能提高预测力的同时可进行高通量筛选研究缺乏合适动物模型时可作为替代检测模型已有被国外监管机构接受的成功案例不足种属差异性常导致模型预测力不 足 成 本较高与实际生物体差距较大预测能力有限成本较低常采用生物支架培养对细胞状态和后续测试可能产生一定干扰成本略高于 细胞培养与真实人体器官环境相比尚缺乏血液流体、免疫微环境等的构建培养成本高于传统模型国内外技术标准体系建设刚起步需要依赖
11、生物医学工程材料和外部的微流控、微泵等技术装置不同研发技术背景的器官芯片平台通常需经过组织培养、芯片和仪器操作培训后使用成本较高不适用于高通量筛选国内外技术标准建设刚起步情况同器官芯片模型 类器官和器官芯片在化妆品原料研发及评价中的应用 化妆品原料的安全性和功效性评价不仅是原料研发的关键更是各国化妆品质量安全监管的重要部分 在全球范围内化妆品测试普遍提倡减少动物试验的大趋势下很多国家陆续禁止了化妆品的动物测试提倡使用体外替代方法如细胞试验、计算机模拟预测和理化试验等 欧盟委员会消费者安全科 学 委 员 会()每年发布的化妆品及其原料安全性评估指南中显示近年来 一直关注能够替代动物实验的新技术方
12、法()类器官和器官芯片作为一类极具潜力的近年在化妆品评价的领域也有广泛应用.化妆品原料安全性评价类器官既能在体外长期培养又能维持稳定的表型和遗传学特征结构和功能更接近于体内器官更适合进行特定靶器官的毒理学研究 此外干细胞可诱导形成不同分化方向和程度的类器官组织更能真实地反映出不同人种、人体间对受试物毒性反应的差异 例如皮肤类器官能够不仅能形成具有表皮、真皮和皮下脂质等全层皮肤还包含毛囊细胞和汗腺样细胞等皮肤附属器重构更完整的皮肤屏障功能适用于化妆品原料的高通量毒性筛选如利用皮肤类器官对具有抗氧化功能的化妆品原料墨角藻黄素的功效和安全性进行研究 或将纹身色素直接注射入类器官的真皮层可导致细胞毒性
13、和炎症因子升高证明类器官模型在毒性测试中具有敏感性 在目前众多利用组织工程技术构建的人体皮肤模型中重组人表皮模型是技术上最成熟的模型之一已被应用于皮肤刺激性和腐蚀性测试等已经过实验室间验证并被经济合作与发展组织()收录于试验指南 和 中填补了药品及化妆品领域动物替代方法的需求缺口在皮肤芯片的应用方面我国科研人员研发了 种具有致密皮肤屏障的表皮芯片模型已完成对十多种常用化妆品原料的检测验证器官芯片产生的数据结果与动物试验结果具有较好的相关性有望作为皮肤刺激性筛选的替代模型 皮肤芯片还可用于防晒霜中常用纳米原料二氧化钛的安全性研究研究结果显示由石英底座构建的皮肤芯片在模拟紫外线照射及纳米材料毒性研
14、究中具有一定优势 通过构建皮肤和肝脏、肾脏、肺等其他器官的级联系统可对化妆品原料的局部和系统毒性及体内毒性代谢动力学特征进行研究获得多种毒代动力学参数甚至重现人体内代谢的首过效应特征药学研究 .等 此外口腔黏膜器官芯片还能够模拟人源口腔黏膜组织细胞的生长、重塑口腔微生物存在的微生态为评价口腔清洁类产品的原料提供了更多的有效模型 特别是当新技术、新工艺化妆品原料的评价中缺乏合适的动物模型时器官芯片可为原料的局部或系统毒性评估提供更多有效的评价工具.化妆品原料功效性评价为了应对化妆品创新的未来趋势国内外研究人员也在功效评价模型研发方面不断突破尝试将类器官和器官芯片模型应用于化妆品原料的功效评价 化
15、妆品原料能否穿透真皮层是评价其功效成分能否作用于局部和/或全身以及安全性的重要因素通常采用体外透皮吸收试验进行检测 科研人员曾采用不同脂溶性的受试物咖啡因、水杨酸和睾酮在皮肤芯片上进行了皮肤吸收试验结果显示皮肤芯片模型的检测通量和结果重现性均优于传统的 扩散池法 亦可通过皮肤芯片结合皮肤代谢转运的计算模型来评估受试物透皮吸收特性、扩散速率、在局部皮肤和人体其他器官分配蓄积的情况 此外文献中报道可通过皮肤芯片对辅酶、姜黄素等化妆品原料的抗皱功效进行评价还可通过皮肤芯片模拟紫外线对皮肤细胞辐射重现皮肤细胞老化的过程并对新原料的抗皱功效进行评价筛选 目前国内不仅已建立表皮、真皮和全皮模型还通过构建黑
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化妆品 监管 科学 角度 探讨 器官 芯片 发展 现状 趋势 启示
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。