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家分享一篇微流控領域研究成果，一起接著往下看吧~

米蘭理工大學(PolitecnicodiMilano)正在與巴爾大學的研究人員開發出一種軟骨微流體芯片。該芯片可以承受機械應力，模仿骨關節炎的條件，有助于開發新的治療方法。

骨關節炎在60歲以上的人群中非常常見的。據統計，20%的女性和10%的男性在這人年齡段會受到關節炎的因擾。然而，目前還沒有可用的藥物可以停止或逆轉這一過程，保守治療或手術往往是唯一可用的選擇。

研究人員未能開發出能夠對病情產生實際影響的藥物的一個重要原因是，缺乏準確反映導致骨關節炎的機械和生理條件的實驗模型。目前，大多數關于骨關節炎的研究是使用軟骨外植體進行的。通過暴露在促炎物質中，軟骨外植體可以被誘導產生炎癥反應。

然而，這并不能準確地模擬骨關節炎中發生的機減現象，包括關節軟骨的機城磨損導致長期退化和炎癥反應，這種新的微流體芯片內部培養的軟骨上產生機械應力，能更準確地模擬骨關節炎中發生的過程。

芯片內的致動層允許軟骨的壓縮，而導致炎癥，肥大和變性，所有這些現象都在骨關節炎中被觀察到的。研究人員希望使用這種芯片來篩選能夠阻止甚至逆轉這-過程的新藥，這可能會對骨關節炎患者帶來福音。未來的工作還將包括在芯片上對整個關節進行建模研究。

今年3月，Labonachip上發表了一篇關節軟骨芯片的文章，可以模擬軟骨細胞所受到的多向機械刺激，拿膝關節為例，就是說可以模擬運動員、超重人員等各種人群的膝關節負荷情況，并且可以觀察軟骨細胞在這種負荷下是如何一步步發生炎癥的，進而采取更精準的診斷及治療措施，造福社會。下面簡單介紹下帕吉（Paggi）等人的成果。

（軟骨芯片，單面約硬幣這么大）

帕吉他們的想法很有意思，在軟骨芯片上做了3個并排的彈性PDMS腔體，腔體緊挨著下方的軟骨細胞，它們的每次形變都是對軟骨細胞的刺激，利用3個腔體的組合刺激來模擬軟骨在日常及運動中所受的多向機械刺激，芯片結構見下圖。

膝關節運動案例如下，藍色箭頭表示軟骨細胞受到PDMS膜的壓縮刺激，綠色箭頭為軟骨細胞受到的剪切力方向。

經過一段時間的培養與刺激，軟骨細胞出現了促炎反應（釋放細胞因子），并且這種反應在不同的刺激強度下，反應強度也出現了差距。在培養第15天（刺激14天）后，糖胺聚糖（細胞外基質主要成分）產物顯著增加，本研究里，PDMS腔體的厚度為50μm，其形變量即反應了對軟骨細胞的刺激強度。

（無刺激、壓縮刺激和多向機械刺激對軟骨細胞表型的影響，細胞外基質濃度不同）

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電流：30mAp

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壓擺率：≥267V/μs

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