新型流体系统促进了人造血管的发展和生物医学应用

大自然始终如一地激励着工程应用。最近，香港大学工程学院的一组研究人员从血管网络中获得了新的灵感，并开发了一种新型的流体系统，名为VasFluidics

流体系统可以通过流体和通道壁之间空间上不同的反应来调节流体成分，这在传统流体系统中尚未实现

这项工作由工程学院机械工程系何教授的微流体和软物质团队的研究团队进行。

他们的发现发表在《自然通讯》上，题为“具有空间功能化膜壁的血管网络启发流体系统（VasFluidics）”。

血管网络，一种天然的流体系统，启发了这项研究。在血管网络的指导下，Shum教授的团队开发了VasFluidics，这是一种具有功能化膜壁的流体系统。与血管壁类似，血管流体通道的壁薄而柔软，能够通过物理或化学手段改变液体成分

这项研究证明了VasFluidics在流体处理中的作用。在分离的通道区域用溶液沉积或用酶涂覆后，VasFluidic通道的一些区域在物理上允许特定分子通过通道壁，而一些区域在化学上改变液体成分。这些结果让人想起葡萄糖在人体内的吸附和代谢过程

“VasFluidics与传统的流体系统大不相同。传统设备的通道壁通常是不可渗透的，不能像真正的组织一样与通道内外的流体‘交流’以进行流体调制，”Yafeng Yu解释道

所报道的技术结合了3D打印和软材料的自组装。该研究小组将一种液体打印在另一种不混溶液体中，在液-液界面上组装软膜。除了微流体相关研究外，Shum教授的团队还专注于液体界面上的软材料组装。在他们之前的研究中，软材料的理论和实验基础为制造VasFluidic器件铺平了道路

“VasFluidics具有很好的应用前景，尤其是在设计微管结构和生物墨水方面。因此，它与细胞工程相结合，开发人工血管模型具有巨大的潜力，有望用于生物医学应用，如芯片上器官和类器官，”该研究的贡献者、Shum教授团队的博士生、西南交通大学医学院副教授Yi Pan博士说

这项研究的另一位贡献者、Shum教授团队的研究助理教授郭伟博士补充道，“除了这项工作的科学价值和潜在的生物医学应用外，它还激发了我们的想象力。人体的血管组织是一个高效的运输系统，经过数百万年的进化已经得到了提炼。

”通过展示VasFluidics等合成系统重建血管组织的潜力，这项研究代表着我们在模仿和利用自然界最精确、最高效系统的非凡能力方面取得了重大进展。“

Shum教授的团队一直专注于尖端的微流体技术，以突破精确（生物）液体控制和高效（生物）流体样本分析的极限。尽管他们在微流体辅助生物医学应用方面取得了进展，但研究团队拒绝只停留在传统的设置上。

通过探索和实现微流体在更高效的生物流体处理和分析方面的潜力，该团队意识到需要设计和制造流体设备的新范式。

Shum教授预计，VasFluidics系统将成为具有复杂流体操作的仿生平台的先驱。”潜在的生物医学应用是无限的。例如生物流体力学的体外建模、生物分子合成、药物筛选和芯片上器官的疾病建模，”他说