基于微流体装置的微血管网内红细胞流动和分布特性的研究

实体肿瘤血管具有扩张、扭曲、不规则分支以及分支间连接絮乱等特征.为了考察这些特征对血液流动的影响,将肿瘤血管简化为垂直相互贯通的微血管网,借助微流体实验装置,以一定浓度的红细胞悬液作为流动介质,研究红细胞在微血管网中的流动和分布特性.具体实验方案如下:首先,采用软刻蚀技术,在聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)上加工出微血管网;然后,采用微注射泵控制微血管网入口处的红细胞悬液流量,使用倒置显微镜和高速摄影系统观察并记录实验过程;最后,通过Matlab软件包Piv-lab及高速摄影配套软件对获得的视频图像进行处理,提取红细胞在微血管网中的流动和分布数据.数据处理结果显示,红细胞在微血管网中的流动和分布特性受悬液内的红细胞压积(hematocit,Hct)的影响.红细胞随悬液Hct的不同呈现2种运动轨迹:一种为仅沿着轴向微管道流动;另一种是从轴向微管道流入并穿过径向微管道,再进入另一侧的轴向微管道.另外,入口流量相同时,红细胞在微血管网中的流动速度随Hct变化呈现不同,Hct为3%和5%的红细胞速度要明显高于Hct为1%的红细胞速度.