武汉人体呼吸系统解剖模型哪家好（BMF哈尔滨工业大学朱永刚教授团队）

芯片模拟了吸气和呼气，使科研人员能够研究支气管网络的流动模式。肺泡是人体呼吸系统的基本功能单位，作为交换气体的微小气囊。从口鼻吸入的空气通过支气管的分支结构流入肺部，而肺泡则出现在这个网络的深处。

为了充分理解和治疗呼吸系统疾病，确定空气和颗粒物在肺泡中的流动模式非常重要。在AIP出版社期刊Biomicrofluidics中，来自哈尔滨工业大学的科研人员创建了一个模拟人类肺呼吸动作的肺泡系统模型，并允许可视化肺泡内的流动模式。

科研人员设计了一种芯片，其中包括排列成支气管网络分叉点结构的管子。芯片的上层由一种柔性聚合物制成，模塑成模仿肺泡结构的小管。下层是玻璃，这使得作者能够观察到液体在管子中流动。

为了模拟呼吸，科研人员设计了一个系统，其中气体以正弦方式加压，然后泵入软管，这就形成了一个类似呼吸的吸气和呼气的循环。为了研究系统中的流动模式，该小组在流经管道的液体中添加了红色的聚苯乙烯微球。这些球体使他们能够拍摄到液体被人工呼吸器推过管道时的运动。

支气管网络中的后续分支被称为代（generations），研究小组发现不同代有不同的流动模式。在人类肺部，肺泡出现在第15代，并在23代之前持续存在。研究人员发现，第19-20代和第21-22代之间的流动模式发生了变化。

“第19代的肺泡流动模式是由涡流主导的，”作者朱永刚说，“第20代的肺泡流动模式与第19代相似，但有些压缩。”

科研人员观察到了下一代的变化。“第21代肺泡的流动模式既有涡流又有径向流动。涡流区域比径向流区域小得多。当气流到达第22代，涡流完全消失，我们只观察到径向流，”作者说。

作者还发现了涡流中心附近混沌行为的证据。他们说，需要更多的研究来充分理解这一点，但他们认为目前的研究为更深入的调查提供了很好的基线。

有了这个模型，科研人员将能够研究由于肺气肿和慢性阻塞性肺病(COPD)等疾病导致的肺泡中流动模式的变化。

原文信息

标题：Microflows in two-generation alveolar cells at an acinar bifurcation

期刊号：Biomicrofluidics 16, 054101 (2022)

作者：Yue Yang, Weitao Bai, Jun Dong, Huimin Lv, and Yonggang Zhua

原文链接（免费阅读）：

https://doi.org/10.1063/5.0098302

期刊介绍

Biomicrofluidics（BMF）是由AIP出版社出版的在线期刊，旨在快速传播与微流控和纳米流控现象相关的基本物理化学机制研究。BMF还发表用于诊断、医疗、生物、制药、环境和化学应用的独特微流控和纳米流控技术的研究。

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