一种差异化压缩关节器官芯片模型构建

目的关节器官芯片模型是一种能够精准模拟人体骨关节炎在体环境的疾病模型,是研究骨关节炎药物的有效手段,本研究中构建了一种全新的差异化压缩关节器官芯片模型。方法本文提出了一种差异化梯度压缩多个组织的关节器官芯片结构,通过Solidworks和Abaqus完成结构设计,形成了PDMS和PMMA两种材料组成的多层三明治芯片模型。通过CNC/激光雕刻制备模板或芯片层,模板通过转印制成PDMS单片并等离子处理后组装,利用Arduino单片机搭配传感器和气泵搭建气源供给装置为芯片提供压缩动力。结果关节器官芯片由气室,组织培养室和营养供给室三部分组成,通过有限元分析证实,梯形微柱排列形成圆环腔室时,压缩膜形变达到了最优效果,且压缩腔室满足其单轴均匀压缩功能,整体可以实现多组织共培养。搭建芯片后结合气源装置完成了0%~30%差异化梯度压缩测试。结论本文构建的关节器官芯片同时模拟了关节中不同组织的不同比例均匀压缩和多个组织间的相互交流,整体芯片制作简单,无需复杂的对齐操作,未来有希望成为一个成熟的商业化高通量关节器官芯片模型。