軟骨芯片：體外重現(xiàn)關節(jié)病變過程

這是微納立方第30篇微流控推文。

今年3月,，Lab on a chip上發(fā)表了一篇關節(jié)軟骨芯片的文章（鏈接在文末）,，可以模擬軟骨細胞所受到的多向機械刺激，拿膝關節(jié)為例,，就是說可以模擬運動員,、超重人員等各種人群的膝關節(jié)負荷情況，并且可以觀察軟骨細胞在這種負荷下是如何一步步發(fā)生炎癥的,，進而采取更精準的診斷及治療措施,，造福社會。下面簡單介紹下帕吉（Paggi）等人的成果,。

（軟骨芯片,，單面約硬幣這么大）

帕吉他們的想法很有意思，在軟骨芯片上做了3個并排的彈性PDMS腔體,，腔體緊挨著下方的軟骨細胞,，它們的每次形變都是對軟骨細胞的刺激，利用3個腔體的組合刺激來模擬軟骨在日常及運動中所受的多向機械刺激,，芯片結構見下圖,。

膝關節(jié)運動案例如下，藍色箭頭表示軟骨細胞受到PDMS膜的壓縮刺激,，綠色箭頭為軟骨細胞受到的剪切力方向,。

經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)與刺激，軟骨細胞出現(xiàn)了促炎反應（釋放細胞因子）,，并且這種反應在不同的刺激強度下,，反應強度也出現(xiàn)了差距。在培養(yǎng)第15天（刺激14天）后,，糖胺聚糖（細胞外基質主要成分）產(chǎn)物顯著增加,。

（無刺激、壓縮刺激和多向機械刺激對軟骨細胞表型的影響,，細胞外基質濃度不同）

本研究里,，PDMS腔體的厚度為50μm，其形變量即反應了對軟骨細胞的刺激強度,，為了精準控制刺激大小及變化,，需要一款精密壓力控制儀器,，帕吉他們選擇了法國Fluigent的壓力泵MFCS，4個獨立壓力輸出通道,，性能出色,，響應快且穩(wěn)定性佳，是微流控研究人員手里的好工具,。

（法國Fluigent 4通道壓力泵MFCS）

現(xiàn)在更多科學家會選擇單手操作的Flow EZ壓力泵,，可以一邊使用一邊做顯微鏡觀察。

（法國Fluigent 單手操作壓力泵Flow EZ）

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論文請點擊閱讀原文查看：Lab on Chip, 2022, 22 (DOI: 10.1039/d1lc01069g)