器官芯片是一种在芯片上构建的器官生理微系统,它以微流控芯片为核心,通过与细胞生物学和工程学多种方法相结合,可以在体外模拟复杂的器官微环境,反映人体组织器官的主要结构和功能特征。这种微型的器官模型能帮助研究人员以最科学的方式来研究人体的各种生物学行为,判断人体对药物或外界刺激产生的反应,在生命科学研究、疾病模拟和新药研发等领域具有广泛应用价值。器官芯片的核心是脉管结构,目前,构建脉管结构的方法主要有立体光刻和3D打印,立体光刻过程繁琐且形成的结构多为二维,而3D打印技术由于其快速成型的特征,已成为构建复杂脉管结构的一个有效手段,但是直接打印容易引起所成型结构的变形。基于此,本研究提出一种在支撑体系中打印构建脉管系统的方法。本文的主要结论包括:(1)提出了基于支撑体系的3D打印方法,利用海藻酸钠作为生物墨水,分别以琼脂和明胶作为预聚体基质,它们具有一定的支撑作用,验证了这种方法在支撑体系中的可打印性,考察了生物墨水和预聚体基质相对粘度对打印行为的影响,打印参数改变对形成微通道直径的影响,基质厚度和柠檬酸钠浓度对形成微通道时间的影响,最终在可控的条件下打印出微通道芯片结构。(2)凝胶芯片结构及性能研究,我们制备出预聚体基质,琼脂和明胶作为支撑体系,并测试力学性能,考察了制备的脉管芯片在培养基长时间浸泡下的强度。另外检测其物质扩散性能,验证支撑体系能够进行大分子物质传输。(3)基于仿生脉管组织的构建,首先验证了在预聚体基质二维平面上的细胞粘附、增殖、生长能力。利用琼脂和明胶材料作为支撑体系制备微通道结构,在通道内部注入内皮细胞,考察形成仿生脉管组织的能力,最终构建成脉管组织结构。