摩方精密助力悉尼大學居理寧課題組驅動血管芯片制造的革新與普及

來源：摩方精密

將患者特異性血管幾何結構轉化為功能性微流控設備，目前仍面臨制造工藝上的技術瓶頸與制備周期過長的顯著挑戰(zhàn)。近期，悉尼大學居理寧（Arnold Ju）教授團隊在國際頂級期刊《Advanced Materials》上發(fā)表了題為“Rapid Glass-Substrate Digital Light 3D Printing Enables Anatomically Accurate Stroke Patient-Specific Carotid Artery-on-Chips for Personalized Thrombosis Investigation”的創(chuàng)新型研究論文：依托摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）技術，成功開發(fā)出超快速、自動化、患者特異性的血管芯片制造平臺。該項研究將傳統(tǒng)需要10小時以上的制造過程縮短至2小時以內，在制造精度、可靠性和應用范圍方面實現顯著突破。研究由博士生趙耘鐸作為第一作者主導，王子豪博士作為第二作者參與關鍵技術開發(fā)。

技術核心：精度、速度與可靠性的三重突破
研究團隊采用摩方精密microArch? S240 (精度：10μm) 高精度3D打印機，通過優(yōu)化光固化參數（包括曝光時間、光強度和層間等待時間），實現了微米級精度的復雜血管結構復現。團隊開發(fā)了表面化學修飾工藝，顯著提升了細胞粘附性與生物相容性。并且通過標準化模塊設計，將制造成功率提升至接近100%，大幅降低了操作門檻和設備依賴性。

平臺優(yōu)勢：從專用工具到廣泛適用的研究平臺
該制造平臺不僅能夠精準復制患者頸動脈的狹窄、分叉和潰瘍等解剖特征，還支持內皮細胞培養(yǎng)和血流動力學模擬。通過計算流體力學驗證，即使縮小30倍的芯片模型仍能保持與真實血管相似的血流剪切力分布，為血栓形成機制研究、藥物篩選和個性化治療方案制定提供了高度仿真的實驗環(huán)境。此外，平臺的標準化設計和模塊化架構使其可擴展至冠狀動脈、腦血管等多種血管疾病模型，滿足了不同研究場景的需求。這項研究代表患者特異性器官芯片技術的重大進展，在個性化醫(yī)療和血管設備開發(fā)領域具有重要的應用價值，為研究剪切力依賴性血栓形成機制提供了新的工具。

合作價值與未來展望
居理寧教授表示：“與摩方精密的合作使我們在制造技術層面實現了關鍵突破，這一平臺為精準醫(yī)療和血管器械開發(fā)提供了新的可能性。我們期待它能夠幫助研究人員更好地理解血管疾病機制，并加速個性化治療方案的制定?！痹擁棾晒粌H展示了高精度3D打印技術在生物醫(yī)學領域的潛力，也為跨學科合作與技術創(chuàng)新提供了典范。

配圖說明
玻璃基底三維微制造技術：僅用兩小時，就能把卒中患者的影像數據“復刻”為解剖學精確的頸動脈芯片模型。這個微型裝置可再現患者獨有的血管幾何與流場，在可控損傷下實時成像血栓形成全過程。這一路線為患者特異的器官芯片帶來重大突破，將加速個體化醫(yī)療與血管介入器械的研發(fā)與轉化。

圖1. 患者特異性頸動脈芯片的制備過程，用于個性化血栓評估。

圖2. 三例患者頸動脈（含狹窄/潰瘍）幾何結構的3D重建與制造。

圖3. 內皮化、在頸動脈芯片中誘導促炎性損傷以及用于血栓可視化的血液灌注程序。

圖4. 用于全面血栓評估的血液灌注檢測，包括高凝狀態(tài)測試、抗凝劑檢測以及抗血小板功能測定。

圖5. 在頸動脈芯片上使用激光消融模塊創(chuàng)建內皮細胞損傷的過程。

圖6. 局灶血栓與高切變依賴的轉位。

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202508890