微流控芯片模拟体内受精的模型构建

微流控芯片：又被称作芯片实验室，是将传统的化学技术和生物技术结合，并将所有基本操作单元微缩集成在一块芯片上以自动完成全过程的一项新技术，它在生物、化学、医学等领域都有巨大潜力，目前广泛运用于各行各业。

输卵管：女性生殖系统的重要组成部分，体内受精及早期胚胎培养的场所，胚胎在输卵管壶腹部和峡部交界处完成受精过程后，在流动的输卵管液、摆动的输卵管上皮细胞纤毛、收缩的输卵管肌肉等的共同作用下移动至宫腔进行着床，另外输卵管上皮细胞会分泌各种细胞因子辅助胚胎的发育，对胚胎的发育和着床过程非常重要。

背景：胚胎受精和早期胚胎培养是辅助生殖技术中重要的一部分，然而近几十年来胚胎培养技术却基本没有更新，因此胚胎受精和早期胚胎培养的条件成为了限制辅助生殖技术发展的一个瓶颈。

目的：构建基于微流控芯片来模拟体内受精及早期胚胎发育环境的仿真输卵管模型。

方法：采用软光刻法制作微流控芯片，使芯片微通道在形状上符合输卵管的解剖结构；组织消化贴壁法进行小鼠输卵管原代上皮细胞的培养和提纯；用角蛋白免疫荧光法对提纯后的小鼠输卵管原代上皮细胞进行鉴定，并将鉴定后的上皮细胞种植在微流控芯片通道内壁上以模拟输卵管生化环境；将芯片接入自动换液装置以模拟输卵管液流环境。

结果与结论：①这款输卵管模型呈圆柱状，长度为2 cm，直径为1 cm，在形状上与体内输卵管峡部的解剖学特征比较相符合；②角蛋白免疫荧光结果为阳性，提示组织消化贴壁法可分离培养出小鼠输卵管原代上皮细胞；③提纯后的小鼠输卵管原代上皮细胞种植在模型内壁，为胚胎的受精和早期培养提供了与体内微环境类似的生化环境。微流控芯片接入自动换液装置后，通道内的代谢废物能被及时带走，新的营养物质得以补充，实现了对输卵管真实流体环境的模拟；④研究将微流控芯片应用于辅助生殖技术，通过模拟体内受精及早期胚胎发育环境，实现了输卵管解剖学和生化环境的的重建，构建了以输卵管为模型的器官芯片，为进一步改善辅助生殖技术和提高受精率和优胚率奠定基础。