Questo studio descrive la caratterizzazione delle proprietà farmacocinetiche (PK) dell’acetaminofene (APAP) nella piattaforma Two-Organ-Chip (2-OC), un dispositivo a due camere capace di coltivare tessuti 3D sotto flusso. L’assorbimento intestinale dell’APAP e il metabolismo epatico sono stati emulati rispettivamente dall’intestino umano e dagli equivalenti del fegato. La barriera intestinale è stata prodotta utilizzando cellule Caco-2 e HT-29. Gli sferoidi epatici sono stati prodotti con cellule HepaRG e HHSTeC. La vitalità e la tossicità delle cellule sono state valutate mediante il test MTT, l’istologia, l’immunoistochimica confocale e l’analisi multiparametrica ad alto contenuto. L’espressione genica degli equivalenti dell’intestino e del fegato sono stati valutati mediante PCR in tempo reale. Sono stati applicati tre assemblaggi di sistema microfisiologico (MPS): Intestino 2-OC, Fegato 2-OC, e Intestino/Fegato 2-OC. La somministrazione orale è stata emulata dal posizionamento dell’APAP sul lato apicale della barriera intestinale e le vie endovenose sono state imitate dall’applicazione nel mezzo. I campioni sono stati analizzati da HPLC/UV. Il trattamento con APAP 12 μM o 2 μM non ha indotto citotossicità per la barriera intestinale (24 h time-point) o per gli sferoidi di fegato 12 h time-point), rispettivamente. Tutte le preparazioni hanno mostrato un assorbimento di APAP più lento di quello riportato per gli esseri umani: Tempo di picco (Tmax) = 12 h per Intestino 2-OC e 6 h per Intestino/Fegato 2-OC in entrambe le condizioni statiche e dinamiche, contro il Tmax riportato di 0,33 a 1,4 h dopo la somministrazione orale agli esseri umani. Il metabolismo dell’APAP è stato anche più lento di quello riportato per gli esseri umani. L’emivita dell’APAP (T1/2) era di 12 ore nel Fegato 2-OC dinamico, contro il T1/2 = 2 ± 0,4 ore riportato per gli esseri umani. I campioni prelevati dalla preparazione statica del Fegato 2-OC non hanno mostrato una diminuzione della concentrazione di APAP. Questi risultati dimostrano la capacità e il potenziale del MPS di emulare le proprietà della PK umana ed evidenziano il ruolo critico dello stimolo meccanico sulla funzionalità delle cellule, in particolare dimostrando la chiara influenza positiva del flusso microfluidico sulle prestazioni metaboliche degli equivalenti del fegato.