東南大學(xué)研究出由玻璃毛細(xì)管組裝而成的微流控芯片

東南大學(xué)趙遠(yuǎn)錦教授課題組在“器官芯片”的研究中取得重要進(jìn)展，課題組成員受肝小葉的結(jié)構(gòu)啟發(fā)，設(shè)計(jì)并總結(jié)了由玻璃毛細(xì)管組裝而成的微流控芯片，基于這些微流控芯片能夠制備出具有復(fù)雜微結(jié)構(gòu)的纖維。這種能夠在體外模仿肝臟基本單元的纖維能夠?yàn)椤案闻K芯片”的進(jìn)一步研究打下基礎(chǔ)。該研究成果于2018年10月23日以“Design of capillary microfuidics for spinning cell-laden microfibers”為題發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《Nature Protocols》（自然-實(shí)驗(yàn)手冊(cè)）雜志上，趙遠(yuǎn)錦教授是該篇論文的唯一通訊作者。

在肝臟芯片的研究中，能夠在體外模擬肝臟的結(jié)構(gòu)和功能一直是學(xué)者研究的重心。肝小葉是肝臟結(jié)構(gòu)和功能的單位，呈多角形，小葉的中央有一條圓形的靜脈。受這樣的結(jié)構(gòu)啟發(fā)，趙遠(yuǎn)錦教授課題組試圖制備具有中空結(jié)構(gòu)、核殼結(jié)構(gòu)、多組分核殼結(jié)構(gòu)等微結(jié)構(gòu)的纖維，并在纖維的各組分中包裹不同的細(xì)胞來(lái)模擬這一結(jié)構(gòu)。為了制備這些具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的纖維，不同種類(lèi)的毛細(xì)管微流控芯片應(yīng)運(yùn)而生。毛細(xì)管微流控芯片是有多根玻璃毛細(xì)管組裝而成的，能夠根據(jù)需要制備出的結(jié)構(gòu)組合出不同的通道，具有可設(shè)計(jì)、可修飾、易于拆裝等特性，在制備復(fù)雜微結(jié)構(gòu)纖維材料上具有很好的優(yōu)勢(shì)。

文章從毛細(xì)管處理、微流控芯片組裝、微流控芯片運(yùn)行三個(gè)步驟詳細(xì)介紹了用來(lái)制備不同復(fù)雜結(jié)構(gòu)、包裹細(xì)胞纖維的毛細(xì)管微流控芯片的制備流程：簡(jiǎn)單組裝的微流控芯片用來(lái)制備單一組分的纖維；多級(jí)嵌套毛細(xì)管微流控芯片可用來(lái)制備具有復(fù)雜核殼結(jié)構(gòu)的纖維；多通道毛細(xì)管微流控芯片可用于制備具有多種不同組分的纖維。通過(guò)在不同前驅(qū)體溶液中混合不同種類(lèi)的細(xì)胞就能實(shí)現(xiàn)一步制備具有不同形貌的包裹有細(xì)胞的纖維，這些纖維通過(guò)進(jìn)一步的排列、編織、細(xì)胞培養(yǎng)等操作能夠進(jìn)一步模擬血管、肝小葉等組織結(jié)構(gòu)，從而為其在肝臟芯片中的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

該研究論文由東南大學(xué)作為唯一完成單位，論文第一作者為16級(jí)博士生余筠如同學(xué)。相關(guān)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金以及高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃（東南大學(xué)“器官芯片學(xué)科創(chuàng)新引智基地”項(xiàng)目）的資助。