（1）类器官的起源：百年追问，从“细胞自组装”到“器官替身”

1907年，美国贝克罗莱那大学教授H.V. Wilson做了一个看似简单却影响深远的实验：他将海绵的细胞机械分离后，发现这些分散的细胞竟然能够重新聚集，并自组织成为具有正常功能的全新海绵有机体。Wilson将这一现象命名为“organoid”，并在1910年发表了研究成果。这一发现首次证实，细胞本身就具备自主构建组织的能力，为后来类器官技术的发展奠定了坚实的理论基础。

 

此后近百年间，干细胞技术的突破和三维培养体系的建立不断推动这一领域向前演进。1961年首次从小鼠胚胎中分离出多能干细胞（PSCs），1987年Matrigel仿生基质的问世为细胞提供了关键的体外生长支架，1998年人胚胎干细胞系的建立则打开了人类来源类器官培养的大门。

真正将类器官推向现代科学舞台的里程碑，发生在2009年——Hans Clevers团队利用单个小鼠LGR5+肠干细胞，在Matrigel中成功培养出具有隐窝-绒毛结构的肠类器官，标志着现代类器官技术的正式诞生。此后，《科学》杂志在2013年将类器官列入十大科学突破，2017年《自然》又将其评为年度方法，类器官技术迅速从实验室走向了全球生物医学研究的最前沿。

（2）到底怎么开展类器官实验？真正的优先级

类器官技术发展至今，国内形成了两个极端：一方面，大量研究一窝蜂地追逐“类器官”的热点，能用但不知道哪里用、为什么用，成果停留在“建成了某个类器官模型”的低层次重复；

另一方面，也有声音认为类器官还不成熟、不可靠，对其应用持保留甚至否定的态度。这两种倾向都错失了问题的核心。类器官研究的真正优先级，应该回归到“实验的可重复性”这一科学研究的根本命脉上来。

纵观当前全球类器官领域面临的挑战，标准化问题首当其冲。从术语定义到实验方案、从设备参数到数据格式，全链条都存在严重的不一致。正如2025年一项覆盖学术界、初创企业和政府机构的行业调查所指出的，材料性能和功能测试是目前标准化需求最为迫切的领域，许多受访者担心过于严格的标准会限制研究的灵活性，但更多人认为标准化是提升结果可比性、促进协作的根本保障。在这些痛点中，类器官培养过程中的动态流体控制——包括营养供给的均匀性、代谢废物的及时清除、剪切力的精确调控——恰恰是影响实验可重复性最容易被忽视的关键变量。

静态培养模式下，类器官体积一旦增大，核心区域就会因营养和氧气供应不足而坏死，导致批次间差异巨大、实验结论难以复现。这一瓶颈直接制约了类器官从“一个漂亮的模型”走向“一个可靠的平台”。

因此，开展类器官实验的真正优先级，不是花哨地建多少个新品类的类器官，用了什么进口品牌的高大上的活细胞成像系统，甚至测ph值/溶解氧的却称为‘细胞能量代谢分析仪’，而是首先建立起一套稳定、可控、可标准化的动态培养体系，确保每一个类器官实验的输入条件都是一致的。这才是当前最该投入精力解决的问题，也是最容易被忽视的基础方向。

 

（3）从源头解决可重复性危机：

北京基尔比高通量类器官精密摇摆灌注仪

解决上述痛点的技术路径，近年来在全球范围内获得了越来越多的共识——通过微流控灌注技术为类器官提供动态、可控、长期的生长环境。在这一方向上，北京基尔比生物科技有限公司推出的高通量类器官精密摇摆灌注仪，提供了一套极具竞争力的国产解决方案。

该仪器的核心技术突破在于采用无泵重力驱动灌注机制。通过设定0.5°-45°倾角和每分钟/次的换向频率，利用伯努利原理在标准孔板/器官芯片灌注孔内产生快速双向流动，完全无需外接泵和管路。

这套设计带来了几个关键优势：首先，极低的剪切力确保了脆弱的3D类器官结构不受机械损伤【传统轨道摇床/翘板摇床起到的是振荡混匀作用，较大剪切力可能容易破坏类器官三维结构】，同时又能实现持续的灌流和恒定的剪切力，促进营养物质与代谢产物的高效交换；

其次，它以标准孔板/器官芯片为基底规格，例如384孔板的每板仅需3.6至6毫升培养基，相比传统转瓶减少5到100倍的培养液消耗，大幅降低了高通量实验的运行成本；该仪器兼容标准多孔板、类器官芯片和玻底培养皿等多种培养载体，可以同步进行大量平行实验，充分满足药物筛选等高通量应用的需求。

尤其更值得注意的是，该仪器在正转-反转间歇摇摆模式下，可以独立设置正/反各自不同的摇摆角度或延时间隔时间，更仿真的模拟了人体内不同内径的血流。

 

在用户案例层面，该仪器已获得了权威科研机构的认可——中国医学科学院药物研究所、生物芯片国家工程中心、赛赋医药研究院等均已采购并投入使用。在动态培养条件下，第31天脑类器官直径达到1000至1400微米，显著大于静态培养的700至900微米；ATP含量增加2倍以上，细胞活力更高，神经标志物的表达也显著上调，并形成了更清晰的皮质样结构。

更重要的是，在发育神经毒性评估中，只有在动态灌注条件下才能显现出甲基汞这类慢性神经发育毒物的损伤效应，静态培养根本无法检出。这一发现深刻揭示了一个事实：如果你用的设备不能为类器官提供动态、可控的生长环境，那么很有可能你的实验结果本身就会被“耿同学”感兴趣。

百年类器官研究已经走过了从“能否做成”到“能否做好”的关键转折点。真正的优先级，就是用对的技术先把实验的基础打牢。北京基尔比高通量类器官精密摇摆灌注仪为这条道路提供了坚实的起点，值得每一个严肃开展类器官研究的实验室认真考量。

 

附：

北 京 基 尔 比 生物 科技公司 主营产品：

AnimFree 体外类器官气溶胶暴露装置

Kirkstall 3D细胞类器官串联式自动灌流系统，

BiomimX uBeat®多功能动态器官芯片系统

Kilby Gravity 微重力旋转细胞类器官培养系统RCCS，

动植物/微生物等地面重力环境模拟装置【可以定制】，

Kilby Bio 高通量类器官精密摇摆仪