微流體系統模擬人體動脈血管用於血管內皮細胞之研究

本研究利用微機電製程，製作體外模擬人體血管的微流體系統，具有可變形流道壁面用於施加張 力於內皮細胞組織上，以及施與不同的剪應力在細胞上，包含：脈衝流、往復流、和連續流。研究中， 我們會先利用有限元素模擬軟體，耦合彈性材料與流體等物理量，並根據現實血管內的剪應力與血管 變形量，逆向工程最佳化反推所需要給予的流量和變形量。接下來，透過模擬所推得的參數，做為實 驗的參考參數。並建立可程式化的氣壓源推動流道壁面，以及微流量注射系統。微流道內的內皮細胞 在受到三種不同流場和邊界運動下，內皮細胞的細胞貼附和細胞骨架情形。接下來會設計分岔的流 道，用以模擬血管內真實的情況。尤其是內皮細胞在靠近分岔流道時候，是最容易產生病變的地方。 以不同的流場施與分岔流道附近的內皮細胞，並觀察內皮細胞的不同。體外的血管模擬系統，提供了 研究人員一個研究心血管疾病發作機制的平台，對未來可以研究其各種力學對內皮細胞的影響，甚至 更進一步的傳導途徑機制的了解。進而可以開發藥物阻斷其影響的傳導途徑，而解決心血管疾病的問 題。