用于分析剪切力和生化因子对细胞联合作用的微流控装置

细胞的增殖、分化和凋亡等生物学行为受其所处的微环境调控,而微环境包含剪切力和生化因子等理化因素.为离体研究胞外微环境剪切力和生化因子对细胞的联合作用,该文基于流体力学和物质传输的原理设计了一种包括生化因子入口端A和非生化因子入口端B的Y型微流控装置.通过保持入口端A的体积流量率恒定,动态调控入口端B的体积流量率,可在混合通道内提供单纯的动态剪切力、动态剪切力和动态生化因子、以及动态剪切力和稳定的生化因子三种刺激.对混合通道中的非定常层流和Taylor-Aris弥散方程进行数值求解,获得了混合通道内动态剪切力和生化因子浓度的分布,随后利用荧光粉溶液进行了实验验证.数值仿真和实验验证结果均显示该文设计的微流控装置为进一步研究离体培养细胞在剪切力和生化因子联合刺激下的生物学效应提供了可能性.