在當今醫療技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，人們對視網(wǎng)膜血管健康的關(guān)注日益提升，因為這對保持健康視力非常重要。例如，高血壓性視網(wǎng)膜病、視網(wǎng)膜血管阻塞和糖尿病視網(wǎng)膜病等視網(wǎng)膜血管病變，都可導致視力喪失。而且，視網(wǎng)膜血管系統的變化更是被證明可以預測可能誘發(fā)的多種疾病。因此，準確地映射視網(wǎng)膜血管系統已成為眼科診斷的一個(gè)關(guān)鍵目標。

針對這一需求，眼科醫療器械領(lǐng)域開(kāi)發(fā)了多種檢查視網(wǎng)膜血管的技術(shù)，包括眼底相機、熒光素血管造影(FA)和光學(xué)相干斷層掃描血管成像(OCTA)等。然而，這些技術(shù)的校準和性能評估缺乏能夠模擬人眼視網(wǎng)膜關(guān)鍵特性的適當模體。因此，中國計量科學(xué)研究院胡志雄課題組開(kāi)發(fā)了一種基于3D打印模具的軟光刻和旋轉涂層技術(shù)，快速、高分辨率且經(jīng)濟地制造了一個(gè)多血管網(wǎng)絡(luò )和多層結構的微流控視網(wǎng)膜模體。這種視網(wǎng)膜模體不僅具有與人眼相應的物理尺寸和適當的光學(xué)屬性，而且已通過(guò)OCTA系統和商用共焦視網(wǎng)膜眼底鏡的測試，證明了其作為測試設備的可行性。

在這項工作中，研究團隊特別設計了基于微流控技術(shù)的視網(wǎng)膜模體。該模體包含表層血管復合體(SVC)和深層血管復合體(DVC)的多血管網(wǎng)絡(luò )，以及十一層具有不同厚度及散射特性的層狀結構以模擬真實(shí)視網(wǎng)膜的結構。每個(gè)血管網(wǎng)絡(luò )分布在不同的視網(wǎng)膜層內，并具有不同的血管寬度和血管形態(tài)。這種設計模擬了真實(shí)視網(wǎng)膜的復雜血管系統，能夠為視網(wǎng)膜成像技術(shù)提供精確的校準平臺。

為了模擬人眼視網(wǎng)膜的光學(xué)特性，該模體采用不同濃度二氧化鈦納米粉末的聚二甲基硅氧烷（PDMS）為原材料進(jìn)行制作。視網(wǎng)膜模體的設計十分復雜，對制作工藝具有較高的要求。傳統的加工方式通常采用基于光刻技術(shù)的硅晶片模具進(jìn)行微流控模體的制作，但基于光刻技術(shù)的硅晶片模體的制作需要特殊的潔凈實(shí)驗室、復雜及昂貴的加工設備、且需要較長(cháng)的制作時(shí)間。所以，該團隊選擇采用摩方精密nanoArch® S140(精度：10μm)3D打印設備制造出模具后，再對其進(jìn)行翻模，制造出簡(jiǎn)單、快速且低成本的軟光刻模具。此外，團隊還采用了特定的后處理方法，有效避免了由于3D打印模具中磷酸鹽基光引發(fā)劑的殘留而導致的PDMS固化抑制問(wèn)題，實(shí)現了高精度復雜的3D打印模具的層狀結構PDMS模體的脫模。

本研究的結果表明，基于3D打印制造的視網(wǎng)膜模體可模擬人類(lèi)視網(wǎng)膜的結構特征和血管網(wǎng)絡(luò )以用于OCTA等視網(wǎng)膜血管檢測設備的性能評估。未來(lái)，這種基于3D打印制造微流控模體的技術(shù)有望降低高精度微流控芯片的制造成本，促進(jìn)高精度微流控芯片的廣泛使用。