药物浓度的高峰和持续时间影响细胞反应
韩国忠北国立大学（Chungbuk National University）等机构在 Pharmaceutics 发表叙述性综述，梳理微生理系统（MPS）如何结合药代动力学（PK），在体外重现药物浓度随时间的变化，并与药效动力学（PD）及人体药物暴露建模衔接。作者检索了 2010–2026 年的相关文献。
常规细胞实验通常在固定时间内维持某一药物浓度，用细胞活性等结果比较效力。体内浓度则随吸收、分布、代谢和排泄变化。综述关注的问题是：这种时间差别如何影响体外实验对给药方案和药物反应的解释。
峰值浓度、浓度—时间曲线下面积（AUC）、消除半衰期和超过有效阈值的时间，分别描述暴露的不同方面。作者强调，即使总暴露量接近，高峰短时暴露与低浓度持续暴露也可能引起不同的细胞反应；重复给药的间隔，还会影响反应的累积与恢复。
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用液体交换和混合比例生成目标浓度曲线
综述先介绍改变培养液体积的方法：药物量固定时，增加接触细胞的液体体积可降低浓度；分次加入含药培养液则可模拟重复给药。这种方式设备较简单，但混合速度和空间分布会影响浓度变化的精度。
微流控系统可以将含药培养液与无药培养液分别输入，控制两股液流的比例，让细胞经历设定的浓度曲线。根据已测血药曲线或药代模型计算泵的流速程序，可比较不同峰值、衰减速度和给药间隔。
实际执行时，混合通道、泵的响应和管路残留体积都会造成时间延迟。作者强调独立测量培养区或出口的药物浓度，确认曲线是否符合设计；荧光示踪物可辅助检查流体过程，真实药物还需相应的定量分析。
多组织联用让代谢与运输参与浓度变化
在单一培养室中，浓度曲线主要由外部程序控制。连接肝、肾或其他组织模块后，组织摄取、代谢、排泄及模块间的液体交换也会改变药物浓度，使系统能观察器官之间的相互影响。
例如，含肝模块的循环体系可以同时追踪母体药物及代谢物，再检测下游组织所经历的暴露。模块体积、组织代谢能力和分配到各模块的流量，共同决定这种联用实验的浓度与停留时间。综述将这些比例关系列为从芯片数据进行定量建模时的关键条件。
组织内部的药物分布也需要测量
三维组织内的细胞可能经历不同浓度。扩散距离、局部灌流、细胞摄取及基质组成，会影响药物从外周到内部的分布。综述讨论了质谱成像等空间分析方式，用于定位药物，并结合各区域的分子反应理解组织差异。
这种分析需要校准切片深度、离子化效率和信号归一化；球状体大小与基质条件也会改变梯度。作者将暴露随时间的变化和组织内的空间分布一起考虑，用于解释三维模型的药物反应。
芯片参数与 PBPK 模型反复比较
基于生理的药代动力学（PBPK）模型根据器官、血流和药物相关参数计算体内暴露。芯片实验可提供吸收、组织清除和分布的测量资料，再按细胞数量、器官体积与流量比例调整，作为模型输入。
综述区分了单项参数的体外—体内外推，与完整浓度—时间关系的比较。前者常把体外内在清除率等参数扩大到器官或全身；后者还检验模型是否能重现体内的暴露曲线与相应反应。作者提出，实验和计算应反复比较，分析差异后调整缩放假设或参数，再用新的暴露程序测试。
蛋白结合、材料吸附和系统比例决定校准重点
培养液的蛋白含量会改变游离药物比例，影响清除和分布参数与血浆条件的对应。药物还可能进入芯片材料，例如部分脂溶性化合物会被聚二甲基硅氧烷（PDMS）吸收，导致培养液浓度降低。综述要求逐化合物测量这些影响，避免把材料损失并入生物清除。
联用体系还需稳定模块间流量、控制管路残留体积，并明确组织数量与代谢能力的缩放依据。免疫和炎症成分的缺失，也可能限制模型对某些药物处置过程的表征。
作者认为，这些系统目前可用于提供建模参数、研究暴露相关机制和比较给药方案。扩大应用还需要跨实验室重复性、明确的误差标准，以及与已观察动物或人体药代资料的比较；模型参数、暴露准确性和分析验证应同步建立。