基于改进抬升赫勒-肖流胞法的分形微血管组织仿体无光刻制造

《Communications Biology》：Vascular tree structure-based perfusion phantom fabrication using modified Hele-Shaw cell method

　　

摘要

模拟微血管和灌注的组织仿体对于血管建模和成像系统校准至关重要，这要求精确重现血管几何结构和血流。传统制造方法，包括光刻微加工和增材制造，仍受限于预设设计、矩形通道横截面、有限的可扩展性以及高生产成本。在此，我们提出一种基于改进的抬升赫勒 - 肖流胞方法的无光刻方法，与上述方法不同，该方法使随机分形样血管结构自然形成。由此产生的通道宽度为 100-1000 μm，具有平滑的高斯横截面和自然的直径渐细。我们通过四种仿体设计展示了这一点：平面血管树、模拟脑血管的引导树状网络、可贴合的弯曲基底以及模拟视网膜血管的网络。激光散斑对比成像的血流可视化显示与体内观察结果高度一致，并符合广义默里定律。该方法独特地结合了分形样网络形成，导向逼真的血管几何结构和流动特性，为小动物血管模型提供了体外替代方案。