模擬毛細血管的結構和功能對於深入了解毛細血管在人體中的作用和治療毛細血管相關疾病非常重要。由於相似的成分和結構，中空水凝膠微纖維被公認為潛在的仿生毛細血管。最近，華南理工大學科研團隊報告了一種新穎、簡便且可重複的方法，通過 3D 打印輔助軟光刻技術製造同軸微流控芯片，然後使用所製備的同軸微流控芯片製造中空水凝膠微纖維。
代替傳統的基於光刻膠的光刻，明膠水凝膠在各種擠壓壓力下的 3D 打印用於構建同軸微流控芯片的犧牲模板。通過多類型同軸微流控芯片或同軸微流控制造與後處理相結合，可以獲得具有複雜分層結構的各種實心和空心水凝膠微纖維。形成的空心水凝膠微纖維作為仿生毛細血管進行了詳細評估，包括物理化學和細胞學特性。我們的研究結果證明，中空水凝膠微纖維表現出優異的傳質能力、血液相容性、半透性和機械強度，並且在內皮細胞的存在下可以進一步增強其屏障功能。總體而言，我們的 3D 打印輔助製造策略提供了一種構建具有複雜 3D 微通道的微流控芯片的新技術，由此產生的空心水凝膠微纖維是毛細血管的有希望的候選者。
示意圖 1. 通過 3D 打印輔助微流控技術製造中空水凝膠微纖維及其作為仿生毛細血管的應用：(a) 中空水凝膠微纖維的製造過程；(b) 仿生毛細血管屏障功能評價
圖 1. 同軸微流控芯片的 3D 打印輔助製造和表徵：(a) 由 FDM 打印的聚合物模板和脫模的 PDMS 副本；(b) 通過基於擠出的 3D 打印和脫模的 PDMS 副本打印的水凝膠模板；(c) 微通道交叉點的 SEM 圖像。
圖 2. 通過各種同軸微流控芯片製備和表徵不同中空水凝膠微纖維：（a）不同中空水凝膠微纖維的熒光圖像和（b）不同流速下中空水凝膠微纖維的尺寸。
相關論文以題為Facile Fabrication of Hollow Hydrogel Microfiber via 3D Printing-Assisted Microfluidics and Its Application as a Biomimetic Blood Capillary發表在《ACS Biomaterials Science & Engineering》上。通訊作者是華南理工大學曹曉東教授、董華教授。
參考文獻：
doi.org/10.1021/acsbiomaterials.1c00980
