【摘要】 本文探讨微流控测试切片的几何设计如何调控血小板粘附与血小板-血小板相互作用，解析其对动脉血栓形成的影响。研究基于LaurenD.C等人的实验，为优化微流体室设计提供实用指南。

在心血管疾病如心肌梗死和中风中，血小板血栓的形成是一个关键过程。这种血栓主要由血小板与细胞外基质蛋白（如胶原或纤维蛋白原）的相互作用引发，通常发生在动脉粥样硬化斑块破裂后。血小板与血小板的粘连会导致大规模血栓生长，最终阻塞动脉血流。值得注意的是，中大动脉内的血栓形成更侧重于血小板-血小板相互作用，因为血栓在闭塞区域具有较大的体积与表面积比。

微流控技术通过小型化流体体积来研究这一过程，但测试切片的几何设计可能偏重血小板表面粘附（如粘附在胶原涂层表面），而忽略了动脉血栓的主要模式——血小板-血小板结合和堆积。这是因为在微小流道中，表面积相对更大，容易主导实验观察。事实上，血小板粘附到基质蛋白的分子机制与血小板间相互结合的机制完全不同，这强调了在微流控室设计中区分两种相互作用的重要性。

图1. 测试截面几何形状，(a)圆形，(b)矩形。[1]

LaurenD.C等人的研究强调了微流控测试切片尺寸对血小板相互作用的影响。实验表明，矩形通道的宽高比和功能化表面（如仅一面涂有粘附蛋白）会显著改变血小板-血小板与血小板-表面相互作用的比率R和血小板-血小板相互作用的百分比P。相比之下，圆形测试截面更接近狭窄冠状动脉的真实几何，便于预测真实血栓形成。研究通过对比不同尺寸和形状的切片，发现R值通常大于10，这意味着在较大流道中，血小板-血小板积累更易主导。这一发现对优化微流控室设计至关重要：最小化测试切片尺寸时，需确保能观察到闭塞性血栓形成（即血小板间粘附为主，而非壁面粘附）。

血小板的大小和形状（如正常人类血小板的分布）也会影响相互作用比例，但通过蒙特卡罗模拟显示，使用球形血小板假设足以将研究分类为血小板-血小板或血小板-表面主导。这简化了实验设计，并有助于扩展到其他应用，如白细胞积累、三维细胞培养或胶体污染分析。

图2. 血小板和粘附几何。[1]

总之，微流控室的几何设计是调控血小板粘附与堆积的关键因素。优化测试截面尺寸和形状（如选择矩形或圆形通道）能有效分离不同粘附机制，提升实验可靠性。该研究的代数模型已被实验验证，并适用于微流体和纳米流体系统的广泛设计，为心血管研究和生物医学工程提供实用指导。

 

参考文献：[1] asa, L.D.C., Ku, D.N. Geometric design of microfluidic chambers: platelet adhesion versus accumulation. Biomed Microdevices 16, 115–126 (2014).

 

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