🔬 芯片设计与理论导读

欢迎来到理论篇！在正式动手制作器官芯片之前，扎实的理论基础是我们设计芯片结构和规划实验方案的指南针。

本专栏将涵盖以下核心基础知识：

1. 微流控基础理论

了解流体在微米尺度下的行为规律：

• 层流与雷诺数 (Reynolds Number)：微流控与宏观流体的本质区别。
• 流体剪切力 (Fluid Shear Stress)：如何计算流体对贴壁细胞施加的力学刺激，这对于血管内皮细胞、肠道上皮细胞的形态分化至关重要。
• 浓度梯度生成：利用扩散 (Diffusion) 原理在微通道内构建药物、趋化因子或氧气梯度的基本机制。

2. 器官芯片发展史与设计模式

• 从传统的 2D 培养、3D 类器官 (Organoids) 到器官芯片 (Organ-on-a-chip) 的演变。
• 经典的芯片架构：跨膜共培养 (Transwell-like 模型)、并行通道模型、血管化微肿瘤等设计模式及其应用场景。

3. 材料特性

• 超聚二甲基硅氧烷 (PDMS)：为什么 PDMS 会成为器官芯片的主流材料？它的透气性、光学透明度、生物相容性有什么优缺点，以及它对小分子药物会有哪些“吸收”效应？
• 其他微加工替代材料：PMMA、PC 以及新兴的光固化树脂等用于快速成型的热塑性塑料特性。

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