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(jia)分享(xiang)一篇微流控領域研究(jiu)成果(guo)，一起接著往下看吧~

　　生物(wu)組(zu)織(zhi)中的(de)(de)梯(ti)度特性(xing)(xing)在生物(wu)生長發育過程中起著關鍵作用，從神經(jing)管的(de)(de)極化到骨軟骨界(jie)面的(de)(de)結構(gou)，梯(ti)度廣泛存在。考慮到自然(ran)組(zu)織(zhi)中各(ge)種梯(ti)度的(de)(de)重要性(xing)(xing)，在組(zu)織(zhi)工(gong)程領域(yu)，不(bu)能忽視(shi)工(gong)程化移植組(zu)織(zhi)中連續梯(ti)度特性(xing)(xing)的(de)(de)重現。然(ran)而，目前構(gou)建組(zu)織(zhi)梯(ti)度特性(xing)(xing)的(de)(de)方法，通(tong)常存在不(bu)可(ke)避免的(de)(de)瓶頸(jing)。

來自哈(ha)佛醫學(xue)院(yuan)的張(zhang)宇(yu)團隊首次介紹了一種梯(ti)度(du)(du)(du)(du)DLP 生(sheng)物(wu)3D打印系(xi)統，結合了DLP和微流(liu)控，重新設計了料(liao)槽系(xi)統，以構(gou)建(jian)功能(neng)分級的支架和組(zu)織結構(gou)。在混合墨水(shui)并混沌流(liu)動后，可以生(sheng)成細胞梯(ti)度(du)(du)(du)(du)、化學(xue)梯(ti)度(du)(du)(du)(du)、機械梯(ti)度(du)(du)(du)(du)、孔隙梯(ti)度(du)(du)(du)(du)以及PEGDA和GelMA的雙墨水(shui)梯(ti)度(du)(du)(du)(du)，并可以制造具有(you)精確可預(yu)測梯(ti)度(du)(du)(du)(du)的復雜(za)結構(gou)。其中(zhong)梯(ti)度(du)(du)(du)(du)結構(gou)可以是連續的，也可以是離散的。相關論文“Digital Light Processing-based Bioprinting with Composable Gradients”發表(biao)于雜(za)志Advanced Materials上(shang)。

　　圖(tu)1具有不同顏色梯(ti)度的三維異(yi)質結構水(shui)凝膠的打印

　　如圖2所示，打(da)印系統包括一(yi)臺DLP打(da)印機和(he)一(yi)個微流控混沌(dun)混合料槽，其中料槽系統能以可(ke)控和(he)可(ke)預測的方式(shi)，獲得混合梯度生物墨水。

　　圖2實時可組合(he)梯度DLP打印平臺建立和打印過程示(shi)意(yi)圖

　　如圖3所(suo)示，通過分別(bie)監測2、3和5種(zhong)顏色的(de)PEGDA墨(mo)水(shui)(shui)的(de)混合(he)，來表征微流控混沌混合(he)料槽的(de)混合(he)性能。光學圖像和RGB強度(du)分布均證(zheng)實，通過使用這種(zhong)料槽系統，可以獲(huo)得(de)所(suo)需(xu)梯(ti)度(du)水(shui)(shui)平的(de)均勻(yun)溶液。

　　圖(tu)3 2、3和5種顏色(se)的PEGDA的混(hun)合評價微流控混(hun)沌混(hun)合料(liao)槽的混(hun)合性能

　　如圖4所示，通過(guo)向混沌混合(he)料槽提供不同(tong)微(wei)通道(dao)流(liu)速(su)(su)不同(tong)顏色的PEGDA墨(mo)水，來研究微(wei)通道(dao)內流(liu)體(ti)速(su)(su)度對混合(he)效率的影響。光學(xue)圖像和RGB強度分析結果表(biao)明，微(wei)通道(dao)流(liu)速(su)(su)越快，混合(he)效率越高。

　　圖4微(wei)流控混沌(dun)混合料槽(cao)在不(bu)同微(wei)通道流速下多種墨(mo)水(shui)的混合效率

　　如圖5所(suo)示，為(wei)了更(geng)好地理解(jie)如何(he)控制印刷過(guo)程中的圖案梯度(du)，通(tong)過(guo)動態調整不(bu)同顏色PEGDA墨水(shui)的比(bi)例(li)，來(lai)調節混合(he)(he)。結果表明，通(tong)過(guo)控制入(ru)口流速，可以精確地將(jiang)所(suo)需體積的不(bu)同顏色PEGDA墨水(shui)，注(zhu)入(ru)混合(he)(he)微(wei)通(tong)道(dao)，從而在(zai)料槽(cao)中形成連(lian)續(xu)或離散的混合(he)(he)梯度(du)墨水(shui)。

　　圖5控制入(ru)口流速實(shi)現(xian)不同(tong)梯度特性2維(wei)和3維(wei)結(jie)構(gou)打(da)印

　　如(ru)圖6所示，研究人員進一步說明了這種基于(yu)DLP和微流控的(de)梯度(du)(du)生(sheng)(sheng)物打印系統在制造具有多功(gong)能梯度(du)(du)的(de)組織(zhi)結構中的(de)生(sheng)(sheng)物學應用(yong)，包括細胞密度(du)(du)、基質硬度(du)(du)、生(sheng)(sheng)長(chang)因子濃度(du)(du)和孔隙率。

　　圖(tu)6梯(ti)度(du)生物(wu)打(da)印系統(tong)在制造(zao)多(duo)功能梯(ti)度(du)組織結構中(zhong)的生物(wu)學應用

　　如(ru)圖7所(suo)示，在(zai)為期4周(zhou)的成骨研(yan)究中，以(yi)三組(zu)不同流量(liang)比將成孔(kong)GelMA-葡聚(ju)糖(tang)/BMP-2/MSC墨水(shui)(shui)與GelMA/MSC墨水(shui)(shui)混(hun)合(he)(he)，從而構建不同濃(nong)度(du)梯(ti)度(du)的混(hun)合(he)(he)墨水(shui)(shui)來(lai)進(jin)行打(da)印。免(mian)疫熒光染色和基因表達數(shu)據表明，孔(kong)隙(xi)度(du)和BMP-2的雙(shuang)重梯(ti)度(du)成功地刺激了骨髓間充質干細胞(bao)的成骨，并在(zai)很(hen)大程(cheng)度(du)上再現了骨組(zu)織的結構。

　　圖7孔隙率和BMP-2雙梯度誘(you)導(dao)的(de)成(cheng)骨作用

　　綜上(shang)所(suo)述(shu)，基(ji)(ji)于(yu)DLP和(he)(he)重新(xin)設計的(de)(de)(de)微(wei)流(liu)控混沌混合(he)料槽，研究(jiu)人(ren)員首次建立(li)了(le)一(yi)種能夠(gou)實現實時可組合(he)梯(ti)度(du)結構(gou)打印的(de)(de)(de)打印系統(tong)。可構(gou)建的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)墨(mo)水梯(ti)度(du)，包括多種細胞的(de)(de)(de)細胞密(mi)度(du)、基(ji)(ji)底剛度(du)、生(sheng)長(chang)因(yin)子(zi)濃度(du)、孔(kong)隙率和(he)(he)孔(kong)隙大小(xiao)梯(ti)度(du)等。并且梯(ti)度(du)無(wu)論是連續的(de)(de)(de)還(huan)是離散的(de)(de)(de)，均可通(tong)過實時混合(he)所(suo)需數量的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)墨(mo)水的(de)(de)(de)體積（由入口流(liu)速控制），來方便制定(ding)。打印得到的(de)(de)(de)復雜水凝膠梯(ti)度(du)結構(gou)，更是具(ju)有(you)多維度(du)、高(gao)分辨率的(de)(de)(de)特點。這種基(ji)(ji)于(yu)DLP和(he)(he)微(wei)流(liu)控的(de)(de)(de)梯(ti)度(du)生(sheng)物(wu)打印系統(tong)能夠(gou)再現自然(ran)組織的(de)(de)(de)梯(ti)度(du)特性，具(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)分辨率和(he)(he)復雜的(de)(de)(de)結構(gou)，具(ju)有(you)廣闊的(de)(de)(de)應用(yong)前景。

　　ATA-2021B高壓放大器

　　帶寬(kuan)：（-3dB）DC~1MHz

　　電壓：200Vp-p（±100Vp）

　　電流：500mAp

　　功率：50Wp

　　壓(ya)擺(bai)率：≥445V/us

　　可程控

　　參考文獻

　　Mian Wang,Wanlu Li,Luis S. Mille,Terry Ching,Zeyu Luo,Guosheng Tang,Carlos Ezio Garciamendez,Ami Lesha,Michinao Hashimoto,Yu Shrike Zhang. Digital Light Processing Based Bioprinting with Composable Gradients. Advanced Materials

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