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泛血管器官芯片FLOW框架:引领介入器械配和度评价新范式

发布时间:2026年1月6日 来源:中国卒中学会

近日,复旦大学附属中山医院 葛均波 院士、 沈雳 教授团队联合东南大学器官芯片研究院 顾忠泽 教授团队发表前瞻性综述论文 “The FLOW Framework: A Panvascular-on-a-Chip Platform to Model Systemic Disease and Guide Panvascular Interventional Device Suitcordance”。

该文章是顶尖临床医学团队与前沿生物医学工程团队 “ 医工交叉 ” 的重磅成果。研究团队系统性地提出了基于微流控器官芯片技术的 “FLOW” 框架,并创新性地引入了 “ 配和度( Suitcordance ) ” 这一核心概念,旨在通过构建高仿真、可视化的泛血管体外模型,为系统性血管疾病机制研究及介入器械的精准评价提供全新平台,以期最终实现介入后 “ 器械 - 血管 ” 的力学 - 细胞 - 理化免疫生态平衡。

 

该综述首先指出了传统模型在泛血管研究中的局限性,并详细阐述了 “FLOW” 框架的四大核心模块:

  • F (Fidelity Hemodynamic Reconstruction ,高保真血流动力学重构 ) : 利用微流控技术模拟生理及病理状态下的脉动流和剪切力,精准复刻血管壁的生物力学环境;

 

  • L (Longitudinal Physiological Surveillance ,纵向生理监测 ) : 集成生物传感器与成像技术,实现对微环境变化、细胞行为及器械反应的实时、长程、无创监测;

  • O (Omni-vascular Bed Modelling ,全血管床建模 ) : 突破单一器官限制,构建多器官互联的血管网络,模拟动脉粥样硬化、血栓形成等疾病的系统性演进过程;

  • W (Whole-space 3D Interactive Workflow ,全空间三维交互工作流 ) : 利用 3D 打印与组织工程技术,建立器械与血管组织的三维交互空间,评估植入物的生物相容性与功能性。 

 

 

基于此框架,文章进一步提出了 “ 配和度( Suitcordance ) ” 这一全新评价指标。该概念融合了 “ 短期适配度( Suitability ) ” 与 “ 长期和谐度( Concordance ) ” ,强调介入器械不仅需在植入初期满足解剖学和力学匹配,更需在长期植入过程中与宿主血管实现生物学、物理学及免疫学的动态生态平衡,最终实现介入后器械 - 血管的命运长期共调。

文章还深入探讨了该平台在动脉粥样硬化、心肌梗死、脑卒中及糖尿病足等泛血管疾病模型中的应用潜力,并展望了结合人工智能( AI )与高通量分析技术, FLOW 平台将如何加速新型生物材料筛选与个性化医疗器械的研发进程。这一工作不仅为理解泛血管疾病的复杂机制提供了有力工具,更为跨越基础研究与临床转化之间的壁垒架起了新的桥梁。

 

复旦大学附属中山医院心内科主任 葛均波 院士、 沈雳 教授和东南大学器官芯片研究院院长 顾忠泽 教授为该论文的共同通讯作者,葛均波院士基础科学中心秘书 游凌森 博士为论文的第一作者。该工作得到了国家自然科学基金项目( T2288101 )的支持。