PDMS 芯片的药物损失与三维输运校准
结合材料扩散估计和真实药物流出液定量，计算人气道芯片内随位置和时间变化的暴露。
用途与模型
- 研究用途
- 量化人气道芯片中药物向材料的分配与内部扩散，校准有细胞装置中的药物暴露。
- 模型与细胞来源
- 人原代支气管上皮与肺微血管内皮组成聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）双通道芯片；三维有限元模型描述流动、分配和扩散。
- 方法版本
- 2021 年荧光替代物与流出液约束的三维模型
- 实验形式
- 空白芯片中的异硫氰酸荧光素（fluorescein isothiocyanate，FITC）荧光用于估计材料扩散；有细胞芯片的阿莫地喹流出液质谱约束有效分配，实测最初 12 小时，多日局部浓度为计算外推。
材料与平台
- 材料与结构
- PDMS 双通道及多孔膜；模型将膜、上皮、内皮简化为均一块，假设被动扩散。
- 参数与测量
- 空白芯片中的 FITC 为阿莫地喹的扩散替代物；有效分配范围通过有细胞芯片的真实药物流出液拟合，入口实测用于控制上游组件吸附。
- 重复
- 真实药物流出液实验每条件 3 个芯片，各样品测量 3 次；实验变异按标准差报告，模型参数范围覆盖实验误差。
测量指标与分析
- 材料内荧光分布
- 真实药物流出浓度
- 有效分配系数
- 局部浓度随时间变化
- 通道壁与中心的暴露差
先用替代物估计扩散，再用真实药物定量约束分配，区分实测流出值与未逐点验证的内部空间预测。
研究设计与结果
药物集评价
- 研究设计
- 比较有细胞人气道芯片的阿莫地喹流出液定量值与三维输运模拟，拟合装置内的有效分配系数。
- 测试范围
- 单一药物阿莫地喹、双通道人气道芯片；每条件 3 个芯片。
- 参照体系
- 流出液实际测量及不同扩散/分配参数模拟。
- 研究结果
- 有效分配范围 20–60 可覆盖最初 12 小时流出液资料；模型显示早期通道壁附近浓度较低，随后更均匀。
适用条件与研究局限
- 扩散系数来自 FITC 替代物，重复变异较大。
- 膜与细胞层作均一材料处理，未直接表示细胞蓄积及代谢。
- 多日局部值属于模拟，不是全空间连续实测。
来源与原文
- Simulating drug concentrations in PDMS microfluidic organ chips.原始研究 · Lab on a Chip · 2021-07-27