微流控技術是一種通過微小的通道和微型裝置對流體進行精確操控和分析的技術。它是現代醫學技術發展過程中的一種重要的生物醫學工程技術，具有廣泛的應用前景和重要性。它在高通量分析、個性化醫療、細胞篩選等方面有著巨大的潛力，Aigtek安泰電子今天就將為大(da)家分享一篇微流控領域研(yan)究成果，一起接著(zhu)往下看吧~

　　臨床(chuang)上，對于(yu)外傷(shang)性(xing)、退行(xing)性(xing)疾(ji)病或腫瘤切除后(hou)導致的(de)大(da)體積骨(gu)缺(que)(que)損(sun)的(de)生(sheng)理(li)性(xing)修復一直(zhi)是(shi)重(zhong)(zhong)大(da)的(de)挑(tiao)戰，這不(bu)僅(jin)要求(qiu)植入材料能(neng)夠充分(fen)填充大(da)體積骨(gu)缺(que)(que)損(sun)區(qu)域(yu)，而且更重(zhong)(zhong)要的(de)是(shi)需(xu)要恢復受損(sun)部位正常的(de)生(sheng)理(li)功能(neng)。最新研究成果表明，基(ji)于(yu)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)工(gong)程原理(li)構建(jian)的(de)、具有生(sheng)物活性(xing)的(de)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)工(gong)程骨(gu)對于(yu)骨(gu)缺(que)(que)損(sun)的(de)生(sheng)理(li)功能(neng)重(zhong)(zhong)建(jian)具備(bei)獨特的(de)優(you)勢，臨床(chuang)治療效果甚至(zhi)優(you)于(yu)自體骨(gu)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)。雖然，脫鈣骨(gu)基(ji)質（DBM）因其固(gu)有的(de)骨(gu)仿(fang)生(sheng)結構、礦化成分(fen)、生(sheng)物相容性(xing)和成骨(gu)活性(xing)，被認為是(shi)臨床(chuang)上理(li)想的(de)骨(gu)再生(sheng)材料，但是(shi)仍然面臨細胞負載率低和成骨(gu)誘導活性(xing)成分(fen)損(sun)失等(deng)問題，嚴重(zhong)(zhong)制約了組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)工(gong)程骨(gu)的(de)臨床(chuang)轉化。

近(jin)期，上海(hai)交通大學(xue)(xue)醫(yi)學(xue)(xue)院附屬第(di)九人民醫(yi)院、上海(hai)市組(zu)織(zhi)工(gong)程重點實(shi)驗室、組(zu)織(zhi)工(gong)程國家(jia)工(gong)程研究(jiu)中心周廣東團隊，提出(chu)了(le)一種骨(gu)(gu)(gu)再(zai)生單元復(fu)(fu)合(he)脫鈣(gai)骨(gu)(gu)(gu)框架材(cai)料(liao)構(gou)建組(zu)織(zhi)工(gong)程骨(gu)(gu)(gu)及大體積骨(gu)(gu)(gu)缺損(sun)修復(fu)(fu)的新策略。研究(jiu)者首先通過(guo)微流控技術制備具(ju)有成(cheng)骨(gu)(gu)(gu)微環(huan)境仿生的光(guang)交聯甲基丙烯酸酯明膠(jiao)(jiao)/透明質(zhi)酸（GelMA/HAMA）微凝膠(jiao)(jiao)（如圖(tu)1），然后接(jie)種骨(gu)(gu)(gu)髓間(jian)充質(zhi)干細胞（BMSCs）并(bing)進行成(cheng)骨(gu)(gu)(gu)誘導培養構(gou)建骨(gu)(gu)(gu)再(zai)生單元（BRUs）：1）BRUs可(ke)(ke)以直接(jie)注(zhu)射至裸(luo)鼠皮下實(shi)現異位成(cheng)骨(gu)(gu)(gu)（即“可(ke)(ke)注(zhu)射骨(gu)(gu)(gu)”）；2）BRUs也可(ke)(ke)以復(fu)(fu)合(he)DBM框架材(cai)料(liao)構(gou)建具(ju)有三維(wei)形態的組(zu)織(zhi)工(gong)程骨(gu)(gu)(gu)，并(bing)成(cheng)功(gong)修復(fu)(fu)了(le)兔子脛骨(gu)(gu)(gu)缺損(sun)。相關研究(jiu)論(lun)文：“Large-sized bone defect repair by combining a decalcified bone matrix framework and bone regeneration units based on photo-crosslinkable osteogenic microgels”發表于雜志Bioactive Materials（IF=14.593）上。

　　圖(tu)(tu)1骨(gu)再(zai)生單元復合(he)脫鈣骨(gu)框架材料修復脛骨(gu)缺(que)損(sun)策略的示意圖(tu)(tu)

　　1.成骨(gu)微(wei)(wei)環境仿生光交聯微(wei)(wei)凝膠的理化性能表征

　　研(yan)究者(zhe)利用微流控(kong)(kong)技(ji)術對負載成(cheng)骨活(huo)性(xing)成(cheng)分(fen)DBM微粒和(he)血管化(hua)生長(chang)因子VEGF的(de)凝(ning)膠液體進行光(guang)聚合(he)制備GelMA/HAMA水凝(ning)膠微球（VDGH），成(cheng)功構建了具有成(cheng)骨微環境(jing)仿生功能的(de)微凝(ning)膠。實驗(yan)結(jie)果表明，VDGH微凝(ning)膠的(de)理化(hua)性(xing)質能夠(gou)通(tong)過微流控(kong)(kong)和(he)光(guang)交聯技(ji)術的(de)結(jie)合(he)可控(kong)(kong)調節，例如微球尺寸、均一度、力學強(qiang)度、活(huo)性(xing)因子釋放(fang)和(he)生物(wu)降解性(xing)等（如圖2）。

　　圖片圖2成骨(gu)微(wei)環(huan)境仿生光交聯微(wei)凝膠的理化(hua)性能表征

　　2.骨再(zai)生單元構建(jian)及生物學評價(jia)

　　研究者首先優(you)化(hua)了骨再生單元構建的接(jie)種條件(jian)，并確認了60mil/mL的BMSCs接(jie)種于300μm微凝膠(jiao)(jiao)能(neng)夠獲得最佳的細(xi)胞接(jie)種效率和增(zeng)殖(zhi)效果。然后，實(shi)驗通過(guo)活/死細(xi)胞染(ran)色(se)和鬼筆環(huan)肽(tai)染(ran)色(se)表(biao)征了BMSCs接(jie)種于VDGH微凝膠(jiao)(jiao)培養1，4，7和14天后的細(xi)胞鋪(pu)展、增(zeng)殖(zhi)、和細(xi)胞外基質分泌情況（如(ru)圖(tu)3）。接(jie)著，經(jing)過(guo)成骨誘導培養14天后，接(jie)種干細(xi)胞的VDGH微凝膠(jiao)(jiao)逐漸形成了成骨基因和蛋白表(biao)達相對成熟的骨再生單元（如(ru)圖(tu)4）。

　　圖3骨(gu)再生單元的(de)生物學評價

　　圖4體外成骨誘導分化評(ping)價

　　3.可注射骨(gu)構(gou)建及生物學評價

　　研究者(zhe)將上述(shu)方(fang)式(shi)構建的(de)(de)(de)BRUs注射至裸鼠皮下，并系統地進(jin)行了DNA含量、力(li)學(xue)性能、濕重、體(ti)積、Micro-CT和組(zu)織學(xue)評價。實驗結(jie)果證實，體(ti)內(nei)植入8周后BRUs能夠再(zai)生(sheng)成(cheng)熟(shu)的(de)(de)(de)骨(gu)(gu)(gu)(gu)組(zu)織，包括大量的(de)(de)(de)骨(gu)(gu)(gu)(gu)特異性ECM沉積、清(qing)晰的(de)(de)(de)骨(gu)(gu)(gu)(gu)小梁結(jie)構和豐富的(de)(de)(de)血(xue)管(guan)長(chang)入（如圖5）。BRUs穩(wen)定的(de)(de)(de)骨(gu)(gu)(gu)(gu)再(zai)生(sheng)潛(qian)力(li)可(ke)能歸(gui)因(yin)于(yu)以下優勢：1）微凝(ning)膠表面粘(zhan)附的(de)(de)(de)BMSCs具有(you)(you)足夠的(de)(de)(de)機會接觸成(cheng)骨(gu)(gu)(gu)(gu)誘導信(xin)號(hao)，以便于(yu)實現細(xi)胞-細(xi)胞和細(xi)胞-ECM的(de)(de)(de)相(xiang)互作用，大大加快了BMSCs的(de)(de)(de)成(cheng)骨(gu)(gu)(gu)(gu)誘導分(fen)化；2）相(xiang)比(bi)于(yu)整(zheng)塊(kuai)水凝(ning)膠而言，微凝(ning)膠之間的(de)(de)(de)大孔結(jie)構保證了營(ying)養物質的(de)(de)(de)充(chong)分(fen)滲透(tou)和運(yun)輸；3）微凝(ning)膠的(de)(de)(de)間隙以及促(cu)血(xue)管(guan)生(sheng)成(cheng)的(de)(de)(de)仿生(sheng)微環(huan)境（VEGF緩釋(shi)）有(you)(you)利于(yu)血(xue)管(guan)長(chang)入，從而促(cu)進(jin)再(zai)生(sheng)骨(gu)(gu)(gu)(gu)組(zu)織的(de)(de)(de)血(xue)管(guan)化。因(yin)此，具有(you)(you)良好可(ke)注射性和骨(gu)(gu)(gu)(gu)再(zai)生(sheng)潛(qian)力(li)的(de)(de)(de)BRUs，將為(wei)骨(gu)(gu)(gu)(gu)缺損的(de)(de)(de)微創治療提供潛(qian)在的(de)(de)(de)應用前(qian)景。

　　圖5體內可注射骨(gu)構建及生物學評價(jia)

　　4.三維形(xing)態的組織工程(cheng)骨構建(jian)及(ji)脛骨缺損修(xiu)復評價(jia)

　　研(yan)究者將BRUs復(fu)合DBM框(kuang)架材料植入裸鼠皮下，并成(cheng)功(gong)再生(sheng)了(le)(le)具有三(san)維(wei)(wei)(wei)形(xing)態(tai)的(de)組織工(gong)程骨(gu)(gu)（如(ru)(ru)圖(tu)(tu)6）。這一(yi)(yi)策(ce)略不僅克服了(le)(le)可注射BRUs在(zai)三(san)維(wei)(wei)(wei)形(xing)態(tai)控制和力(li)學維(wei)(wei)(wei)持(chi)上的(de)缺(que)陷，也有效(xiao)解決了(le)(le)DBM支(zhi)架材料在(zai)細胞(bao)接(jie)(jie)種率低和成(cheng)骨(gu)(gu)仿(fang)生(sheng)微環境缺(que)失等方面的(de)問(wen)題。最后，具有三(san)維(wei)(wei)(wei)形(xing)態(tai)的(de)組織工(gong)程骨(gu)(gu)成(cheng)功(gong)修復(fu)了(le)(le)兔子15mm長的(de)脛骨(gu)(gu)缺(que)損(sun)（如(ru)(ru)圖(tu)(tu)7）。實驗結果表明，理想(xiang)的(de)骨(gu)(gu)修復(fu)效(xiao)果歸(gui)功(gong)于充足的(de)細胞(bao)接(jie)(jie)種量，BRUs提供的(de)成(cheng)骨(gu)(gu)和血管化仿(fang)生(sheng)微環境，以及激活內源性(xing)BMSC歸(gui)巢。總之，當前(qian)的(de)研(yan)究創(chuang)新性(xing)地開發了(le)(le)一(yi)(yi)種理想(xiang)的(de)骨(gu)(gu)仿(fang)生(sheng)微載體，這將為(wei)骨(gu)(gu)再生(sheng)和大體積骨(gu)(gu)缺(que)損(sun)修復(fu)提供一(yi)(yi)種嶄新的(de)策(ce)略。

　　圖6三(san)維(wei)形(xing)態的組織工(gong)程骨構建及生物學評價

　　圖(tu)7三維(wei)形態的組(zu)織工程骨(gu)(gu)應(ying)用于兔子脛骨(gu)(gu)缺損修復

　　ATA-2022B高壓放大器

　　帶寬：（-3dB）DC~1MHz

　　電壓(ya)：200Vp-p（±100Vp）

　　電流：500mAp

　　功率：50Wp

　　壓擺率：≥445V/us

　　可程控

西(xi)安(an)安(an)泰(tai)電子是專業從事功(gong)率放大器、高壓放大器、功(gong)率信號源、前置微小信號放大器、高(gao)精度(du)電(dian)(dian)壓源、高(gao)精度(du)電(dian)(dian)流源等電(dian)(dian)子測量儀器研發、生產和銷(xiao)售的高(gao)科技企業，為用(yong)戶(hu)提(ti)供(gong)具有(you)競爭(zheng)力的測試方案。Aigtek已經成為在(zai)業界擁有(you)廣泛產品線(xian)，且具有(you)相(xiang)當規(gui)模(mo)的儀器設備供(gong)應(ying)商(shang)，樣機都支持免(mian)費試用(yong)。如(ru)想了解更多功率放(fang)大器等產品，請(qing)持續關注安泰電(dian)(dian)子官網hkdyw.cn或撥打029-88865020。