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作者：王钟禹;丁来钱;刘冲;李经民;
单位：大连理工大学机械工程学院;辽宁省微纳米技术及系统重点实验室;
摘要：肿瘤微环境的力学性质对肿瘤细胞的增殖、侵袭等行为具有重要影响。目前体外研究微环境力学性质的方法大多局限于水凝胶的弹性响应，不能反映真实组织的粘弹性力学特征，且无法实现长期稳定的动态细胞培养。针对上述问题，本研究基于毛细爆破微阀结构，设计了仿肿瘤微环境的芯片结构，制备了离子交联与共价交联混合的海藻酸钠水凝胶，测定表明其粘弹性特征符合肿瘤微环境力学性能需求，确定了剪切模量在0.306～3.238 kPa范围内具有粘度梯度的水凝胶的制备方法。基于多孔介质扩散的Fick定律，通过有限元仿真与微流体实验对芯片内的交联过程进行了优化设计，得到了具有良好线性度的交联剂浓度梯度。在芯片的粘弹性梯度区域内进行HeLa细胞培养实验，结果表明HeLa细胞在具有粘性特征的软基质上具有更强的转移能力，证明了粘弹性梯度微流控芯片的功能性，为肿瘤转移研究提供了稳定可控的体外实验平台。
关键词：肿瘤微环境;;微流控芯片;;水凝胶;;细胞外基质;;粘弹性梯度
基金资助：国家自然科学基金(51875084)资助
