本文將與大家分享，高壓放大器在仿人眼血管生成的血管芯片模型研究中的應用，希望能對各位工程師有所幫助與啟發。

　　血管網絡形成是一個復雜的過程，對于脊椎動物的發展至關重要。動態模擬血管系統，同時開展各種功能，例如傳送關鍵因子。內皮細胞經歷了激活，增殖，遷移，對齊，成管，修剪，統稱為血管形態發生。從已有血管形成新血管被稱為血管新生。通過各種分子機制的表征以及幾種血管生成促進劑和抑制劑的識別，大大推進了血管新生的研究。同時必須理解生理病理條件下的血管新生，涉及周圍微環境中的信號機制。研究人員試圖發現血管生成抑制劑?；旧?，體外模型應該能夠定義并整合真實反映目標組織/器官的主要微環境。

　　血管新生——新血管從已有血管中生長，受控于細胞微環境中的線索，例如血管生長因子的可控空間梯度。然而，當前體外模型不可擴展用于深入研究血管生成。本研究開發了一種基于塑料的微流控芯片來重建體外3D血管網絡。識別了現有系統的主要缺點，即生產率低以及實驗難度大，提出了一個突破性建議同時減小缺點。塑料材料的選擇有助于提高體外設備的生產率和可用性。通過采用該材料，該芯片可以提供簡單的流體圖案化，有助于構造細胞培養微環境。與之前的體系相比，該芯片可以形成向內和向外的徑向血管出芽，顯示出功能和形態上完整的微血管。所開發的血管新生模型上產生了抗血管生成藥物篩選的劑量反應結果。該模型可以為正常和病理條件下的血管研究以及眼部新生血管化基礎研究做出重大貢獻。另外，可以將其作為一個工具來開展更實用的，擴展的臨床前研究，從而替代動物實驗。

　　近期發表在Advanced Healthcare Materials雜志上題為“Human Ocular Angiogenesis-Inspired Vascular Models on an Injection-Molded Microfluidic Chip”的文章，來自首爾大學的NooLiJeon教授團隊。

　　本文展示了一個基于塑料微流控芯片的工程化3D血管網絡平臺。這一平臺提供了一種簡易方法來實現流體圖案化，采用塑料材料取代廣泛應用的PDMS。該方法可以通過構造一個結構來引導親水條件下的表面流體運動從而圖案化兩種或多種流體。最終，這樣的圖案化允許細胞共培養環境，適合器官模擬系統。設計了一個圓形結構作為流體引導，并將內皮細胞和肺成纖維細胞共培養來重建一個3D血管網絡模型。通過構造一個圓形結構作為細胞培養流道，細胞間生物醫學交流可以徑向統一化.。利用這一特征，控制了各個方向上血管新生反應的出芽方向。這一形成很接近眼新生血管化研究中觀察到的正常和病理狀態下的視網膜和角膜血管新生。研究中，觀察到功能和形態上建立的微血管，通過施加抑制血管新生藥物，證實了這一系統作為篩藥平臺的潛力。

　　圖1.人眼解剖示意圖。

　　圖2.注塑成型圓形微流控芯片的整體配置和應用規則。

　　圖3.圓形共培養系統證實3D微血管網絡的形成。

　　圖4.血管新生模型的開發作為一個向內血管出芽過程。

　　圖5.血管新生中徑向定向血管出芽的開發。

　　交叉學科方法的最新進展推動了復雜實驗模型的開發和各種應用，重現血管生成和血管新生。特別地，越來越多地研究理解血管新生的方法，包括腫瘤，骨，眼，和屏障模型。這樣的研究應該不僅僅保持為一個學術案例，而應該拓展到實際終端用戶。

　　本研究開發了一個基于塑料的微流控芯片來實現3D血管網絡的工程化和配置。這一微流控芯片克服了近年來大量研究的PDMS系統的一些缺點，從而可以作為一個更好的實驗工具。利用3D打印確定了最佳設計后，采用了注塑成型工藝。這一制造技術很有價值，它可以實現高度設計自由以及及時反映尺寸和結構變化。不同于現有制造技術，可以大批量生產大量設備。證實了所采用的塑料與過去研究中所采用的PDMS相比不太容易發生疏水性小分子相關的吸附問題。利用了親水條件下的流體行為來實現流體快速簡易圖案化。這一圖案化方法可以實現芯片上一種或多種流體的圖案化，以同心層作為樞軸導向。這一方法的一個重大進步是突出生化蛋白的表達以及構造經過形態學驗證的3D血管網絡的能力。利用該芯片的結構特征，可以設計一個接近眼血管生成的模型。徑向生長的血管出芽可以向內或向外定向。這一模型有望用作一個體外平臺來替代動物實驗，例如整裝和微口袋檢測，目前用于眼新生血管化研究?；谒芰系墓こ袒?D血管系統的強大可重復性意味著我們期望將它用于基本血管生物學研究以及血管化器官模型，遠超過去研究中開發的系統。本質上，我們致力于完全替代動物實驗，并開發適用于人體藥物研發的平臺。

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