Pour sélectionner la concentration du médicament ciblé, un dispositif microfluidique intégrant un générateur de gradient de concentration a été conçu et fabriqué. Les principes de génération de gradient de concentration à l'intérieur du dispositif, les champs de concentration, les champs de vitesse et les caractéristiques de co-culture cellulaire ont été étudiés. Tout d'abord, un modèle de micro-canal capable de générer un gradient de concentration 5:1:0 a été conçu sur la base du principe du circuit équivalent, et une unité de culture cellulaire exposée à l'effet de concentration du médicament a été conçue sous forme de structure en série et en parallèle. Ensuite, les unités de gradient de concentration et de culture cellulaire ont été intégrées. Ensuite, la vérfication du champ de vitesse et du champ de concentration a été réalisée à l'aide du logiciel de simulation par éléments finis COMSOL. Enfin, le dispositif microfluidique a été fabriqué à l'aide de la technologie de gravure profonde. La distribution de la concentration du médicament a été simulée à l'aide d'une solution de fluorophore et d'une suspension de polyéthylène à 1 μm de diamètre, puis une co-culture de cellules Hela et A549 a été effectuée à l'intérieur du dispositif, et les courbes de croissance des deux types de cellules et l'affinité du récepteur à l'acide folique ont été analysées. Les résultats de la simulation et des expériences ont montré que le dispositif microfluidique conçu peut créer un gradient de concentration défini (rapport de concentration 5:1:0), la différence de concentration à l'intérieur de chaque unité de culture cellulaire dans chaque branche du dispositif est inférieure à 0,1%. La répartition de la vitesse d'écoulement à l'intérieur de l'unité de culture cellulaire est homogène, et la vitesse moyenne d'écoulement à l'intérieur de chaque unité de culture est de (7,1±0,3) µm/s. La croissance des deux types de cellules est conforme à la règle de croissance S standard, et l'expérience de coloration de la membrane cellulaire montre qu'il est possible d'effectuer une co-culture parallèle des deux types de cellules dans ce dispositif microfluidique. Les résultats de l'étude montrent que ce dispositif microfluidique peut modéliser l'environnement de circulation des cellules dans le corps et offrir une plateforme technologique pour la sélection de la concentration du médicament ciblé et le traitement personnalisé.

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