综述：基于SLA的微流控器件在器官芯片应用中的进展与挑战

这篇综述系统探讨了立体光刻（Stereolithography, SLA）3D打印技术在微流控器官芯片（Organ-on-Chip, OoC）开发中的关键作用，重点分析了其高分辨率制造优势与材料局限性（如树脂光学透明度不足、细胞粘附性差），并提出了表面功能化等解决方案，为疾病建模、药物筛选和个性化医疗提供了创新平台。

　　

器官芯片（OoC）技术革命

器官芯片技术通过微流控系统模拟人体器官的生理环境，成为替代动物实验和加速药物开发的新兴工具。其核心在于整合微流控精密流体控制与组织工程的三维细胞培养技术，克服传统2D细胞模型无法模拟组织界面和动态器官功能的缺陷。

材料选择的科学与挑战

OoC器件的性能高度依赖材料特性：

• PDMS：凭借光学透明性和弹性广泛使用，但存在小分子吸收问题；
• 玻璃/硅：化学稳定性优异但加工复杂；
• SLA树脂：如PEGDA和GelMA，支持高精度打印但需改性提升生物相容性；
• 水凝胶：天然ECM仿生材料，但机械强度不足。
  表1对比显示，混合材料（如玻璃-PDMS-金属）可兼顾多功能性，但需解决界面结合难题。

SLA技术：突破制造瓶颈

传统软光刻依赖洁净室和光刻掩模，而SLA通过紫外光逐层固化树脂，实现<100?μm精度的复杂结构（图4）。其优势包括：

• 快速原型设计：15分钟内完成微流控芯片迭代；
• 高分辨率：Kim等打印出27?μm宽、1?mm高的毛细管通道（图6）；
• 生物适配性：3DP-PDMS树脂实现类天然组织的力学性能。
  然而，残留光引发剂的细胞毒性问题仍需通过后固化（如UV/臭氧处理）和溶剂萃取改善。

细胞粘附的化学博弈

未经处理的SLA树脂表面细胞粘附率不足30%，而通过以下策略可提升至80%以上：

• 物理改性：等离子处理增加表面亲水性；
• 生物涂层：胶原蛋白、纤维连接蛋白或RGD肽修饰；
• 仿生结构：微纳拓扑结构引导细胞定向生长。
  值得注意的是，Carnero等发现琥珀色树脂（Amber）抛光后透光率达80%，且支持HUVEC细胞增殖（图7），成为OoC的理想候选材料。

未来：从实验室到临床

尽管OoC尚未完全融入药物开发管线，其已展示出模拟肿瘤转移（图5）和药物渗透（图6）的潜力。下一步需突破：

1. 开发低毒性、高透气性树脂；
2. 标准化多器官芯片集成方案；
3. 结合AI实现高通量数据分析。
   正如作者强调，SLA技术的进步将推动个性化医疗，使“患者特异性芯片”成为可能。