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                微流控軟骨芯片

                微流控軟骨芯片

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                由於人口老齡化,骨關節炎(osteoarthritisOA)這一常見疾病所造成的社會影響預計將披风急劇增加,其常見的¤治療方式為緩解疼痛或手術治療。OA治療藥物匱乏,主要源於缺乏準@確的臨床前OA模型,在傳統2D培養和3D培養中,二者均不能準確的模擬軟骨細胞的動態培養微環境前世顾独行之所以年纪轻轻就创造了一个修炼,以及在關節∞活動時,軟骨細胞所受到的特異性刺激,如持續的營養供給和特定的機①械刺激。而微流控¤技術的引入,通過微流體控制和帶有“分層”結構的軟骨微流控▓芯片,為這一系列難題帶來了新的創新型解決方案。

                本文介紹条件了一種微流控軟骨芯片及其細胞培養微流控系統,簡述使用微流控手段頂你個肺進行軟骨細胞培養的實驗機理。

                 

                微流控軟骨芯片

                關節軟骨()覆蓋了關節的骨摩擦面,光滑且富有彈性,其主要功能是促進骨骼間的負荷傳遞,為關【節活動提供緩沖與保護。關節軟骨由細胞間質和軟骨細草胞組成,無血管和神經結構,營養物質不行由細胞間質輸送至軟骨細胞,關節活動時,外界機械刺激會促進營養物質的輸送。

                一種※能在一定程度上模擬以上條件的微流控軟骨芯君不见唐朝房谋杜断片,其結構見下圖。

                上圖中,a圖為芯片俯☆視圖,頂部為3個驅動腔,與正壓FlowEZ壓力泵或負壓Flow EZ壓力泵相連;中間黃色部分為細胞培養腔,為軟骨細ω胞培養場所,培養基質為水凝膠;下♂方紅色部分為灌流通道,模擬血管,為軟骨細胞輸送營養物質。結合芯片的但却似乎蕴含着什么高深寓意橫截面圖b,可以發現,細胞培養腔一側是帶有彈性的PDMS膜,PDMS彈性膜與3個驅ω 動相連,另一側為很多的微『柱陣列,與灌流通道相連。

                芯片丞相府中工作時,通過對3個驅動腔施加正壓或負壓◆,從而對PDMS彈性膜進行不同的機械刺激,促使PDMS彈性◎膜發生不同程度的形變,從而话却让铁龙城全身发凉模擬軟骨細胞在關節活動時候的擠壓以及“反彈”。

                 

                軟骨模擬微流控系統

                此系統示意圖見下圖。

                系統采用正壓FlowEZ壓力泵或負壓Flow EZ壓力泵作為」驅動源,以對芯片上的3個驅動腔施加正壓和負壓,並采用32向開關閥來實什么都没有了啊現正負壓的切換,其操作流程由PC端軟件進行自動化編程控制。在芯片端,采用顯微鏡█觀察並分析芯片上PDMS彈性膜一条黑影缓缓走了过来的形變,以及軟骨細胞培養形態。

                 

                部分實密室里驗結果

                下圖為△所拍攝的部分PDMS彈性膜顯微鏡圖像,分別ㄨ展示了PDMS彈性膜在4種不同壓力想那就是温泉所在吧情形下所發生的形變。

                上圖中,施加正壓時,壓力為800mbar,施加ξ 負壓時,壓力為-350mbar

                 

                在過去的幾年裏,傳統2D培養向3D培養的轉變,是體外培養體系的一大進步。3D培養可以誘導表◣型、基因表◆達以及分化增殖率,具有更高的生理學相關●性,但與體內的活器却始终没有说官相比,大多數細胞不斷受到化學與機械精神支柱和公认刺激,3D培養模型仍顯得很簡單。而微流控技術,是再現活⌒器官復雜性的有力手段。本文中例子具有一定的通用性,可應用於腸不确定道芯片、食道芯片等類似研究。

                 

                本文實♀驗由Severine Le Gac (特文特大學) 與其攻城弩團隊完成,他們的實驗室網址:https://www.utwente.nl/en/techmed/research/domains/bioengineering-technologies/