人体器官芯片作为一种新兴技术,由于其有望在未来取代动物实验并彻底改变新药研发流程,因而获得了越来越多制药公司和科学家的青睐。该技术通过在芯片上精确调控细胞所处的微生理环境,如流体剪切力,细胞间隙流及生长因子浓度梯度等,构建在体外模拟人体器官或组织主要微生理功能和三维微结构的模型。其中,通过精确调控水凝胶在空间的分布,最终实现细胞的图案化是器官芯片设计的关键。目前常用的方法是在组织腔室两边分别设计物理屏障和微流体通道来实现水凝胶的成功灌注,营养物质输送和代谢产物排放,进而实现组织的灌注式培养。本文提出了一种新型的可恢复导流器设计,该设计通过微流控技术在组织腔室内形成临时屏障以调控水凝胶的空间分布。待水凝胶凝固后,临时屏障消失进而实现培养液的无障碍灌注。与常见的固定屏障设计（如微柱,相位引导,连通孔）相比,该设计能够对组织腔室内的细胞实现更均匀的刺激。相比于其它临时屏障设计（如微丝法,壳聚糖方法）,该设计的操作十分简单,不需要额外的设备辅助,设计十分灵活。首先,为了优化芯片的设计参数,使用COMSOL对可恢复导流器进行仿真。仿真结果表明薄膜厚度与薄膜鼓起高度成负相关,导流器通道宽度和施加压力与薄膜鼓起高度成正相关。当可恢复导流器的设计参数为宽度500μm,薄膜厚度为50μm时,集成有导流器的芯片能够在0.02 MPa压力下实现水凝胶的有效灌注。同时,利用仿真对比了可恢复导流器设计,微柱设计和相位引导设计中细胞间隙流的流体分布,仿真结果表明可恢复导流器中流体的分布将更加均匀。另外,还对水凝胶灌注过程中与导流器之间的弯月面钉止（Meniscus pinning）效应进行了理论分析。其次,基于标准的光刻及PDMS脱模技术对具有可恢复导流器的器官芯片进行加工。为了探究可恢复导流器灌注凝胶的可行性,使用含有染料的水凝胶分别对长方形及异形组织腔室,双组织腔室,Z轴组织腔室进行了凝胶灌注测试。最后,通过血管形成和血管新生实验,在集成有该设计的器官芯片上成功培养出了3D血管体外模型,进而验证了该设计在器官芯片中的有效性。由于该可恢复导流器设计可以实现水凝胶的无障碍分布以及流体对细胞的均匀刺激,因此有望成为一种新型的水凝胶空间分布调控手段,还可以兼容其它器官芯片应用。