تم تصميم وتصنيع جهاز ميكروفلويد لزرع الخلايا المدمج مع مولد تدرج تركيز الدواء لغرض اختيار تركيز الدواء المستهدف. تمت دراسة مبدأ إنشاء التدرج في التركيز داخل الجهاز وحقل التركيز وحقل السرعة وخصائص زرع الخلايا. أولاً، تم تصميم نموذج لقناة ميكروية يمكنها توليد تدرج تركيز بنسبة 5:1:0 باستخدام مبدأ الدائرة المكافئة وتم تصميم وحدة زرع الخلايا المعرضة لتأثير تركيز الدواء بترتيب متسلسل ومواز. ثم تم دمج وحدات التدرج وزرع الخلايا معًا. ثم تم التحقق من الحقل السرعة وحقل التركيز من خلال محاكاة عناصر الانتقال الحالة الساكنة ونقل المواد في برنامج المحاكاة الفعلية COMSOL. وأخيراً، تم تصنيع الجهاز الميكروفلويد باستخدام تقنية النقش العميق. تمت محاكاة توزيع تركيز الدواء بإستخدام محلول الفلوروفور وزيت البوليسترين بقطر 1 ميكرومتر، ثم تم زرع خلايا Hela و A549 داخل الجهاز وتحليل منحنيات نمو الخلايا الاثنين واستهداف مستقبلات حمض الفوليك. أظهرت النتائج من المحاكاة والتجربة أن الجهاز الميكروفلويد الذي تم تصميمه يمكنه توليد التدرج المحدد للتركيز (نسبة تركيز 5:1:0)، ويظل التباين في تركيز كل وحدة زرع للخلية داخل كل فرع داخل الجهاز أقل من 0.1٪. وكان توزيع سرعة التدفق داخل وحدة الزرع متجانسًا، مع سرعة تدفق متوسطة في وحدة الزرع تبلغ (7.1±0.3) ميكرومتر / ث. تطابق نمو الخلية الاثنين مع النمو العشوائي النموذجي S وأظهرت تجربة صبغية الغشاء الخلوي أنه يمكن تنفيذ الزرع المشترك لخلايا Hela و A549 داخل الجهاز الميكروفلويد. تشير النتائج إلى أن الجهاز الميكروفلويد الذي تم تصميمه يمكنه نمذجة بيئة جريان الخلية داخل الجسم، مما يوفر منصة تقنية لاختيار تركيز الدواء المستهدف والعلاج الشخصي.

microfluidics;cell microenvironment;targeted drugs concentration screening;parallel co-culture