將患者特異性血管幾何結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為功能性微流控設(shè)備，目前仍面臨制造工藝上的技術(shù)瓶頸與制備周期過長的顯著挑戰(zhàn)。近期，悉尼大學(xué)居理寧（Arnold Ju）教授團(tuán)隊(duì)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(shù)，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(xiàng)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(nèi)，在制造精度、可靠性和應(yīng)用范圍方面實(shí)現(xiàn)顯著突破。研究由博士生趙耘鐸作為第一作者主導(dǎo)，王子豪博士作為第二作者參與關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)。

研究團(tuán)隊(duì)采用摩方精密microArch^® S240 (精度：10μm) 高精度3D打印機(jī)，通過優(yōu)化光固化參數(shù)（包括曝光時間、光強(qiáng)度和層間等待時間），實(shí)現(xiàn)了微米級精度的復(fù)雜血管結(jié)構(gòu)復(fù)現(xiàn)。團(tuán)隊(duì)開發(fā)了表面化學(xué)修飾工藝，顯著提升了細(xì)胞粘附性與生物相容性。并且通過標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計(jì)，將制造成功率提升至接近100%，大幅降低了操作門檻和設(shè)備依賴性。

該制造平臺不僅能夠精準(zhǔn)復(fù)制患者頸動脈的狹窄、分叉和潰瘍等解剖特征，還支持內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)和血流動力學(xué)模擬。通過計(jì)算流體力學(xué)驗(yàn)證，即使縮小30倍的芯片模型仍能保持與真實(shí)血管相似的血流剪切力分布，為血栓形成機(jī)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(shí)驗(yàn)環(huán)境。此外，平臺的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和模塊化架構(gòu)使其可擴(kuò)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(xiàng)研究代表患者特異性器官芯片技術(shù)的重大進(jìn)展，在個性化醫(yī)療和血管設(shè)備開發(fā)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值，為研究剪切力依賴性血栓形成機(jī)制提供了新的工具。

居理寧教授表示：“與摩方精密的合作使我們在制造技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵突破，這一平臺為精準(zhǔn)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(jī)制，并加速個性化治療方案的制定。"該項(xiàng)成果不僅展示了高精度3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的潛力，也為跨學(xué)科合作與技術(shù)創(chuàng)新提供了示范。

玻璃基底三維微制造技術(shù)：僅用兩小時，就能把卒中患者的影像數(shù)據(jù)“復(fù)刻"為解剖學(xué)精確的頸動脈芯片模型。這個微型裝置可再現(xiàn)患者的血管幾何與流場，在可控?fù)p傷下實(shí)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)的3D重建與制造。

圖3. 內(nèi)皮化、在頸動脈芯片中誘導(dǎo)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(nèi)皮細(xì)胞損傷的過程。

圖6. 局灶血栓與高切變依賴的轉(zhuǎn)位。