本文將與大家分享，功率放大器在多級別多尺(chi)度(du)復雜血管網絡的(de)仿葉脈人體(ti)器官芯片研究中的(de)應用，希望能(neng)對各(ge)位工程師有所幫助與啟(qi)發。

　　“器(qi)官(guan)(guan)芯(xin)片(pian)(pian)(pian)”是(shi)一種在(zai)(zai)體(ti)(ti)外(wai)利用微(wei)流控芯(xin)片(pian)(pian)(pian)裝置來模仿人體(ti)(ti)內(nei)(nei)部的(de)(de)動態生(sheng)理微(wei)環境，從而培養出(chu)類人體(ti)(ti)組織(zhi)器(qi)官(guan)(guan)的(de)(de)新興(xing)技術，現(xian)已被廣泛應用于(yu)(yu)包括(kuo)生(sheng)命科學(xue)機理研究(jiu)、新藥開發、個性(xing)化(hua)醫療和(he)毒性(xing)預測等多(duo)個領域。血管(guan)(guan)網(wang)(wang)絡為細胞提供營養、氧氣及生(sheng)物因(yin)子，并參與炎癥反應、腫瘤遷(qian)移等各種生(sheng)物活(huo)動，是(shi)人體(ti)(ti)生(sheng)命活(huo)動的(de)(de)基礎，因(yin)此，在(zai)(zai)“器(qi)官(guan)(guan)芯(xin)片(pian)(pian)(pian)”中(zhong)構(gou)建出(chu)類似(si)人體(ti)(ti)血管(guan)(guan)網(wang)(wang)絡系統(tong)是(shi)該技術的(de)(de)關鍵(jian)因(yin)素。目(mu)前，大(da)多(duo)數(shu)關于(yu)(yu)“器(qi)官(guan)(guan)芯(xin)片(pian)(pian)(pian)”的(de)(de)研究(jiu)只能制作出(chu)具(ju)有(you)簡(jian)單流道結(jie)(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)血管(guan)(guan)網(wang)(wang)絡，與人體(ti)(ti)體(ti)(ti)內(nei)(nei)的(de)(de)多(duo)級復(fu)雜血管(guan)(guan)網(wang)(wang)絡相差甚遠，難(nan)以(yi)提供仿生(sheng)的(de)(de)生(sheng)理微(wei)環境（如剪切力刺激等）和(he)多(duo)器(qi)官(guan)(guan)的(de)(de)信號溝通(tong)(tong)傳導。已有(you)研究(jiu)者試圖(tu)通(tong)(tong)過仿生(sheng)設(she)計的(de)(de)方法，引入類似(si)血管(guan)(guan)分叉結(jie)(jie)(jie)構(gou)特征，但其整體(ti)(ti)結(jie)(jie)(jie)構(gou)仍然過于(yu)(yu)簡(jian)單。因(yin)此，如何制造出(chu)類似(si)于(yu)(yu)人體(ti)(ti)體(ti)(ti)內(nei)(nei)具(ju)有(you)復(fu)雜多(duo)級結(jie)(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)血管(guan)(guan)網(wang)(wang)絡結(jie)(jie)(jie)構(gou)，是(shi)在(zai)(zai)芯(xin)片(pian)(pian)(pian)上(shang)構(gou)建功能化(hua)器(qi)官(guan)(guan)模型的(de)(de)難(nan)題之一。

　　圖1與腔室特定器官集成的(de)血管系統的(de)仿生設計(ji)

　　針對以上問題(ti)，香港理(li)(li)工大(da)學(xue)(xue)趙昕教授課(ke)題(ti)組(zu)和(he)西安交(jiao)通(tong)大(da)學(xue)(xue)賀健康教授課(ke)題(ti)組(zu)共(gong)同(tong)提(ti)出(chu)(chu)了(le)(le)一(yi)種(zhong)新型仿生(sheng)血(xue)管(guan)(guan)網(wang)(wang)絡(luo)設計和(he)制(zhi)造(zao)方法，可實(shi)現(xian)多(duo)(duo)級(ji)別、多(duo)(duo)尺度血(xue)管(guan)(guan)網(wang)(wang)絡(luo)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)可控制(zhi)造(zao)，用于(yu)構(gou)建(jian)具有(you)(you)多(duo)(duo)個器(qi)官的(de)(de)“葉(xie)(xie)(xie)脈(mo)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)”。葉(xie)(xie)(xie)脈(mo)網(wang)(wang)絡(luo)與人(ren)(ren)體(ti)(ti)(ti)(ti)血(xue)管(guan)(guan)網(wang)(wang)絡(luo)具有(you)(you)高度的(de)(de)相(xiang)似性，都是自然優(you)選出(chu)(chu)的(de)(de)液體(ti)(ti)(ti)(ti)傳輸(shu)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)，具有(you)(you)復雜的(de)(de)多(duo)(duo)級(ji)別管(guan)(guan)道(dao)(dao)，能夠實(shi)現(xian)液體(ti)(ti)(ti)(ti)在(zai)(zai)大(da)面積結(jie)構(gou)/管(guan)(guan)道(dao)(dao)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)高效(xiao)傳輸(shu)。基于(yu)此(ci)，該研(yan)究(jiu)團隊提(ti)出(chu)(chu)利用脫細(xi)胞(bao)的(de)(de)葉(xie)(xie)(xie)脈(mo)網(wang)(wang)絡(luo)作(zuo)為(wei)(wei)模(mo)板(ban)，經過一(yi)系(xi)(xi)(xi)(xi)列圖像處理(li)(li)方法，實(shi)現(xian)葉(xie)(xie)(xie)脈(mo)網(wang)(wang)絡(luo)結(jie)構(gou)的(de)(de)數(shu)字化(hua)重(zhong)構(gou)；該數(shu)字模(mo)型支持人(ren)(ren)為(wei)(wei)編(bian)輯，可實(shi)現(xian)在(zai)(zai)仿葉(xie)(xie)(xie)脈(mo)微流(liu)(liu)道(dao)(dao)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)引入(ru)嵌入(ru)式腔室，通(tong)過光刻(ke)微制(zhi)造(zao)技術獲(huo)得(de)具有(you)(you)仿生(sheng)微流(liu)(liu)道(dao)(dao)的(de)(de)“葉(xie)(xie)(xie)脈(mo)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)”，用于(yu)血(xue)管(guan)(guan)化(hua)功能器(qi)官的(de)(de)培(pei)養(yang)。通(tong)過液體(ti)(ti)(ti)(ti)灌(guan)流(liu)(liu)實(shi)驗和(he)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)(ti)力(li)學(xue)(xue)模(mo)擬(ni)分析的(de)(de)方法，發現(xian)液體(ti)(ti)(ti)(ti)能夠快速灌(guan)流(liu)(liu)到(dao)整個“葉(xie)(xie)(xie)脈(mo)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)”中(zhong)(zhong)(zhong)，并(bing)且(qie)嵌入(ru)式腔室的(de)(de)引入(ru)并(bing)不會(hui)改變“葉(xie)(xie)(xie)脈(mo)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)”中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)高效(xiao)的(de)(de)液體(ti)(ti)(ti)(ti)流(liu)(liu)動(dong)特(te)(te)性。此(ci)外，通(tong)過進一(yi)步在(zai)(zai)多(duo)(duo)級(ji)管(guan)(guan)道(dao)(dao)中(zhong)(zhong)(zhong)種(zhong)植血(xue)管(guan)(guan)內皮細(xi)胞(bao)，該研(yan)究(jiu)團隊成(cheng)功制(zhi)備出(chu)(chu)可灌(guan)流(liu)(liu)的(de)(de)多(duo)(duo)級(ji)別、多(duo)(duo)尺度血(xue)管(guan)(guan)網(wang)(wang)絡(luo)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)，可有(you)(you)效(xiao)地支持嵌入(ru)式腔室中(zhong)(zhong)(zhong)功能器(qi)官的(de)(de)培(pei)養(yang)，重(zhong)建(jian)了(le)(le)類似人(ren)(ren)體(ti)(ti)(ti)(ti)內血(xue)液循環(huan)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)連(lian)接器(qi)官組(zu)織(zhi)的(de)(de)復雜生(sheng)理(li)(li)特(te)(te)征。為(wei)(wei)了(le)(le)展(zhan)示(shi)其生(sheng)物(wu)(wu)學(xue)(xue)效(xiao)果，研(yan)究(jiu)人(ren)(ren)員在(zai)(zai)“葉(xie)(xie)(xie)脈(mo)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)”上制(zhi)造(zao)出(chu)(chu)了(le)(le)血(xue)管(guan)(guan)化(hua)骨(gu)組(zu)織(zhi)和(he)肝組(zu)織(zhi)并(bing)用于(yu)胰腺(xian)腫瘤(liu)(liu)遷移(yi)的(de)(de)研(yan)究(jiu)，發現(xian)胰腺(xian)腫瘤(liu)(liu)細(xi)胞(bao)更趨(qu)向于(yu)遷移(yi)到(dao)骨(gu)組(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)，并(bing)與骨(gu)髓基質干(gan)細(xi)胞(bao)形(xing)成(cheng)立(li)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)環(huan)抱結(jie)構(gou)，首(shou)次揭(jie)示(shi)了(le)(le)兩者在(zai)(zai)3D微環(huan)境中(zhong)(zhong)(zhong)特(te)(te)殊的(de)(de)作(zuo)用關系(xi)(xi)(xi)(xi)。該研(yan)究(jiu)團隊相(xiang)信，這(zhe)種(zhong)“葉(xie)(xie)(xie)脈(mo)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)”具有(you)(you)仿人(ren)(ren)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)多(duo)(duo)級(ji)別血(xue)管(guan)(guan)網(wang)(wang)絡(luo)，支持多(duo)(duo)個器(qi)官在(zai)(zai)同(tong)一(yi)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)的(de)(de)共(gong)同(tong)培(pei)養(yang)，并(bing)且(qie)可同(tong)時(shi)進行對比性的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)學(xue)(xue)實(shi)驗，有(you)(you)潛力(li)用于(yu)腫瘤(liu)(liu)遷移(yi)等血(xue)液循環(huan)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)相(xiang)關的(de)(de)生(sheng)理(li)(li)活動(dong)和(he)藥物(wu)(wu)開發研(yan)究(jiu)中(zhong)(zhong)(zhong)。

　　相關結果以題(ti)為Human‐on‐Leaf‐Chip:ABiomimeticVascularSystemIntegratedwithChamber‐SpecificOrgans發表在Small雜志上，香港理工大學(xue)博(bo)士生(sheng)(sheng)毛茅(mao)和碩士生(sheng)(sheng)裴浩彬(bin)是(shi)該文第一作者，香港理工大學(xue)趙(zhao)昕(xin)教授和西安(an)交通大學(xue)賀健(jian)康教授是(shi)該文通訊作者。

　　圖2具有(you)集成腔(qiang)室的仿生血(xue)管(guan)系統(tong)的制造

　　圖3仿(fang)生血管系統(tong)內的液體(ti)運輸

　　圖4FITC-葡聚糖在預先裝有血纖蛋白水凝膠的(de)腔室內(nei)擴(kuo)散的(de)特(te)征

　　圖5仿生血管網絡(luo)的內皮(pi)化形成連接的血管化器官

　　圖6仿生(sheng)血管系統中血管化器官(guan)的灌注培(pei)養(yang)，用于研究特(te)定器官(guan)胰腺癌的轉移

　　針對微流控技術領域相關研究，安泰電子有著成熟的配套行業解決方案，ATA系列高壓放大器，最大(da)輸(shu)出(chu)電(dian)壓10kVp-p（±5kVp），最大(da)輸(shu)出(chu)功率810Wp，最大(da)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)18Ap，在微流(liu)控相關(guan)生物醫(yi)療技(ji)術(shu)研究中有著(zhu)重要的應用，為更好(hao)的進行科研實(shi)驗提(ti)供了條件(jian)。

　　通過以上的介紹，相信您對于微流控芯片在生物醫療技術領域的應用有了清晰的了解，如果想了解更多，請持續關注安泰電子。本資料由Aigtek安(an)泰電子整理發(fa)布，更多案(an)例及(ji)產(chan)品詳情請持續(xu)關注我們。本資料由(you)Aigtek安泰(tai)電子(zi)整(zheng)理發(fa)布，更多案(an)例及產品詳情請持續關注我們。西安安泰電子是專業(ye)從(cong)事功率放(fang)大器、高(gao)壓(ya)放大器、功率放大器模塊、功率信號源、射(she)頻功率放(fang)大器、前置(zhi)微小信號放大器、高精度電(dian)壓源、高精度電(dian)流源(yuan)等電(dian)子測(ce)量儀器(qi)研發(fa)、生產(chan)和銷(xiao)售(shou)的高科技企業，為用戶(hu)提供具有(you)競爭(zheng)力的測(ce)試(shi)方案。Aigtek已(yi)經成(cheng)為在(zai)業界(jie)擁有(you)廣泛產(chan)品線，且具有(you)相當規模的儀器(qi)設備供應商，樣機都支持(chi)免費(fei)試(shi)用。如想了解更多功率放大器(qi)等產(chan)品，請持(chi)續關(guan)注安泰電子(zi)官網hkdyw.cn或撥打029-88865020。