可定制的芯片模拟真实的血管结构，用于疾病研究

血管就像大城市的高速公路；充满了曲线、分支、合并和拥堵。然而，多年来，实验室模型复制了笔直、简单的道路等船只。

为了更好地捕捉真实人体血管的复杂结构，德克萨斯州A&；M大学开发了一种可定制的血管芯片方法，使血管疾病研究和药物发现平台更加准确。

血管芯片是在微观尺度上模拟人类血管系统的工程微流体装置。这些芯片可以是患者特异性的，并为药物测试和研究血流提供了一种非动物方法。生物医学工程硕士生Jennifer Lee加入了Abhishek Jain博士的实验室，设计了一种先进的血管芯片，可以复制血管结构的真实变化。

“有分支血管或动脉瘤突然扩张，然后狭窄限制血管。所有这些不同类型的血管都会导致血流模式发生显著变化，血管内部受到这些血流模式引起的剪切应力水平的影响，”李说。“这就是我们想要建模的。”

李的研究发表在芯片实验室，就在几年前，她的导师、前生物医学工程研究生坦梅·马图尔博士设计了直血管芯片。Lee和Mathur在Jain的生物启发转化微系统实验室进行了他们的研究，Jain是生物医学工程系的副教授和Barbara和Ralph Cox'53教员。该研究还将登上该杂志2025年5月刊的封面。Jain说：“我们现在可以以前所未有的方式开始学习血管疾病。”。“你不仅可以使这些结构变得复杂，还可以将实际的细胞和组织材料放入其中并使其存活。这些是血管疾病倾向于发展的部位，因此了解它们至关重要。”

李以本科生荣誉生的身份进入了贾恩的实验室，寻求研究经验。李说，她对芯片上的器官平台了解不多，但对它塑造医学未来的潜力很感兴趣。随着她进入研究生学习，李对船舶芯片产生了兴趣，并加入了理学硕士快速通道项目，以继续她对研究的新热情。

Jain说：“Jennifer表现出了毅力、好奇心和创造力，并很快开始从事研究项目。我们的快速通道计划使像Jennifer这样的学生能够从事高影响力、高风险的研究，而不仅仅是做一个科学项目，而是把它一直带到结果并发表出来。”。

虽然这种血管芯片的迭代提高了生理相关性，但Jain和Lee希望通过包括各种细胞类型来扩展他们的研究。李的研究目前只使用内皮细胞——或构成血管内壁的细胞——但他们希望包括其他细胞，以观察它们相互作用和血流的影响。

与超过100000名依赖Phys.org获取日常见解的订阅者一起探索科学、技术和太空的最新进展。注册我们的免费时事通讯，每天或每周获取重要突破、创新和研究的最新进展。Jain说：“我们正在进步并创造我们所说的芯片上组织的第四维，我们不仅关注细胞和流动，还关注更复杂的架构状态下细胞和流动的相互作用，这是该领域的一个新方向。”。

除了研究经验，李还获得了大量的软技能，以及将课堂上学到的概念应用于现实世界的能力。

“这是一个很好的环境，不仅可以与同龄人互动，还可以与研究生和博士后研究人员互动，”她说。“你可以学习团队合作和沟通、职业道德，以及尝试不同的东西。我认为这是学生们可以获得的宝贵经验。我们有这么好的教师研究实验室。”