器官芯片(Organs-on-a-chip)是近几年被提出的一种可用于药物评价和疾病模型等生物医学研究的实验新方法。它是一个基于多通道流体芯片的三维细胞培养系统，包含有多个模拟人体组织和器官环境的细胞培养分区。在各分区中培养的三维细胞聚集体通过仿生循环系统进行连接。器官芯片的研究在国际上虽然尚处于起步阶段，欧美日等国家研究机构已在政府资助下开展相关的基础研究，开发出不同种类的脑芯片，肺芯片，心脏芯片，肾芯片，肝脏芯片，肠芯片等多种器官芯片并进行简单的集成应用，但总体而言，器官芯片在器官生理功能模拟和组织血管化构建过程中还有许多瓶颈有待解决。肝脏是人体最重要的解毒器官，肝中毒是临床药物开发时面临的一个主要问题，制备肝脏芯片应用于药物开发过程中进行更可靠的早期毒性筛查将具有极其深远的意义。本文以原代肝细胞-血管内皮细胞三维共培养体系为基础，借助水凝胶中空纤维及毛细管构建适合肝细胞体外生长的三维血管功能化的类细胞外基质支架体系，充分供给营养物质和氧气，实现肝细胞聚集体在体外的高活性、高功能培养及多细胞的协同生长；并在芯片载体上构建肝小叶的实质支架和血管网络结构，在体外模拟肝脏生理性细胞分布，实现肝小叶样微环境的仿生制各，重现肝脏合成、分泌和代谢等功能并进行相关表征；最终通过与传统药物筛选手段比较，评价肝脏芯片用于药物筛选的适用性和有效性。这种芯片系统集成了细胞三维血管功能化培养、肝脏细胞功能性表征，药物梯度浓度发生和毒理活性评价等功能于一体，是模拟人体器官结构和功能而制备的微型化，自动化和可视化的肝脏芯片，从而为组织和再生工程，器官移植以及药物评价提供有效地理论依据。