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以叶为灵感的真正复杂的微血管网络,用于解释生物转运过程。
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2019-08-23 , DOI: 10.1021/acsami.9b09453
Marco E Miali 1, 2 , Marianna Colasuonno 2, 3 , Salvatore Surdo 4 , Roberto Palomba 2 , Rui Pereira 2 , Eliana Rondanina 5 , Alberto Diaspro 4 , Giuseppe Pascazio 1 , Paolo Decuzzi 2
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分子,细胞和纳米结构的血管运输是影响组织再生,营养物质和治疗剂输送以及免疫系统对外部病原体反应的基本生物物理过程。通常在缺乏复杂的三维血管网络三维结构的单通道微流控设备中研究此过程。在这里,采用软光刻技术在聚二甲基硅氧烷(PDMS)模板上复制常春藤叶片的静脉系统。然后将复制品密封并连接到外部泵送系统,以实现真正复杂的微血管网络。这满足了默里定律所要求的能量最小化标准,并且包括从毛细血管(约50μm)到大小动脉和小静脉(约400μm)不等的通道网络。Micro-PIV(微粒图像测速)分析用于根据流线,流体速度和流速表征流动条件。为了证明能够再现生理相关的转运过程,证明了两种不同的应用:肿瘤细胞的血管沉积和血凝块的溶解。为此,确定了在微脉管系统中培养细胞并实现融合的内皮单层的条件。然后,在生理相关的流动条件下,整个网络记录了循环乳腺癌(MDA-MB 231)癌细胞的血管沉积。牢固的细胞粘附主要发生在平均血流速度较低的通道中。作为第二种应用,通过将全血与凝血酶溶液混合,在芯片内形成血块。在证明了血凝块的稳定性之后,将组织纤溶酶原激活剂(tPA)和携带tPA的纳米结构(tPA-DPNs)用作溶栓剂。与之前的数据一致,tPA和tPA-DPN均等地诱导了血块溶解。拟议中的叶启发式芯片可以有效地用于研究复杂的微血管网络中的各种血管运输过程,在整个实验过程中可以调节和监测几何形状和流动条件。



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更新日期:2019-08-14
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