血流动力学可调的功能性动脉芯片

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	作者：苏皓然 ; 樊瑜波 ; 刘肖 中文刊名：YISX 英文刊名：Journal of Medical Biomechanics 机构：北京航空航天大学生物医学工程高精尖创新中心生物力学与力生物学教育部重点实验室生物与医学工程学院; 出版日期：2019-07-15 出版单位：医用生物力学 年：2019 期：v.34 基金：国家自然科学基金项目(31570947,11827803,11772036,61533016);; 中国科协青年人才托举工程项目(2016QNRC001) 语种：中文; 页：YISX2019S1201 页数：1 CN：S1 ISSN：31-1624/R 分类号：114

摘要

目的血流动力学在维持血管正常功能过程中起着至关重要的作用,当它们发生异常时,就会引起动脉粥样硬化、高血压、动脉瘤等心血管疾病。另外,心血管疾病相关药物的开发面临着巨大的挑战。因此,如何体外构建血流动力学环境可调,同时具有药物筛选功能的微环境一直是个挑战。本研究拟开发一种功能性动脉芯片,能够较为准确的控制剪切力与应变,可以研究不同的受力学响应的相关信号分子的表达,同时,开发的芯片具有控制药物浓度的功能,能够起到药物筛选的作用。方法:使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)设计了一种动脉芯片,该芯片包括上下层通道和中间的薄膜。运用微流控技术,可控制内皮细胞受到的剪切力和应变的大小,不仅能实现定常流,还能实现个性化的生理和病理流动剪切力和应变波形。使用该芯片,研究了这些不同力学环境下Ca2+、piezo1、YAP等生物学响应情况。另外,在可控力学环境下,从浓度,时间等方面控制药物释放。结果实现了动脉芯片对血流动力学环境的调控,人脐静脉内皮细胞在静止、流动和拉伸条件下生长良好,分别测定了Ca~(2+)、piezo1、YAP在不同力学条件下的响应,可进行药物释放的控制。结论设计的动脉芯片具有较为可靠的控制血流动力学和药物释放的功能。
        

引文