微流控软骨芯片：体外重现关节病变过程

微流控软骨芯片：体外重现关节病变过程

这是微纳立方第30篇微流控推文。

今年3月，Lab on a chip上发表了一篇关节软骨芯片的文章（链接在文末），可以模拟软骨细胞所受到的多向机械刺激，拿膝关节为例，就是说可以模拟运动员、超重人员等各种人群的膝关节负荷情况，并且可以观察软骨细胞在这种负荷下是如何一步步发生炎症的，进而采取更准的诊断及治 疗措施，造福社会。下面简单介绍下帕吉（Paggi）等人的成果。

（软骨芯片，单面约coin这么大）

帕吉他们的想法很有意思，在软骨芯片上做了3个并排的弹性PDMS腔体，腔体紧挨着下方的软骨细胞，它们的每次形变都是对软骨细胞的刺激，利用3个腔体的组合刺激来模拟软骨在日常及运动中所受的多向机械刺激，芯片结构见下图。 

膝关节运动案例如下，蓝色箭头表示软骨细胞受到PDMS膜的压缩刺激，绿色箭头为软骨细胞受到的剪切力方向。

经过一段时间的培养与刺激，软骨细胞出现了促炎反应（释放细胞因子），并且这种反应在不同的刺激强度下，反应强度也出现了差距。在培养第15天（刺激14天）后，糖胺聚糖（细胞外基质主要成分）产物显著增加。

（无刺激、压缩刺激和多向机械刺激对软骨细胞表型的影响，细胞外基质浓度不同）

本研究里，PDMS腔体的厚度为50μm，其形变量即反应了对软骨细胞的刺激强度，为了精准控制刺激大小及变化，需要一款精密压力控制仪器，帕吉他们选择了法国Fluigent的压力泵MFCS，4个独立压力输出通道，性能出色，响应快且稳定性佳，是微流控研究人员手里的好工具。

（法国Fluigent 4通道压力泵MFCS）

现在更多科学家会选择单手操作的Flow EZ压力泵，可以一边使用一边做显微镜观察。

（法国Fluigent 单手操作压力泵Flow EZ）

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论文请点击阅读原文查看：Lab on Chip, 2022, 22 (DOI: 10.1039/d1lc01069g)