在當今醫(yī)療技術迅速發(fā)展的背景下，人們對視網(wǎng)膜血管健康的關注日益提升，因為這對保持健康視力非常重要。例如，高血壓性視網(wǎng)膜病、視網(wǎng)膜血管阻塞和糖尿病視網(wǎng)膜病等視網(wǎng)膜血管病變，都可導致視力喪失。而且，視網(wǎng)膜血管系統(tǒng)的變化更是被證明可以預測可能誘發(fā)的多種疾病。因此，準確地映射視網(wǎng)膜血管系統(tǒng)已成為眼科診斷的一個關鍵目標。

針對這一需求，眼科醫(yī)療器械領域開發(fā)了多種檢查視網(wǎng)膜血管的技術，包括眼底相機、熒光素血管造影(FA)和光學相干斷層掃描血管成像(OCTA)等。然而，這些技術的校準和性能評估缺乏能夠模擬人眼視網(wǎng)膜關鍵特性的適當模體。因此，中國計量科學研究院胡志雄課題組開發(fā)了一種基于3D打印模具的軟光刻和旋轉涂層技術，快速、高分辨率且經(jīng)濟地制造了一個多血管網(wǎng)絡和多層結構的微流控視網(wǎng)膜模體。這種視網(wǎng)膜模體不僅具有與人眼相應的物理尺寸和適當?shù)墓鈱W屬性，而且已通過OCTA系統(tǒng)和商用共焦視網(wǎng)膜眼底鏡的測試，證明了其作為測試設備的可行性。

在這項工作中，研究團隊特別設計了基于微流控技術的視網(wǎng)膜模體。該模體包含表層血管復合體(SVC)和深層血管復合體(DVC)的多血管網(wǎng)絡，以及十一層具有不同厚度及散射特性的層狀結構以模擬真實視網(wǎng)膜的結構。每個血管網(wǎng)絡分布在不同的視網(wǎng)膜層內(nèi)，并具有不同的血管寬度和血管形態(tài)。這種設計模擬了真實視網(wǎng)膜的復雜血管系統(tǒng)，能夠為視網(wǎng)膜成像技術提供精確的校準平臺。

為了模擬人眼視網(wǎng)膜的光學特性，該模體采用不同濃度二氧化鈦納米粉末的聚二甲基硅氧烷（PDMS）為原材料進行制作。視網(wǎng)膜模體的設計十分復雜，對制作工藝具有較高的要求。傳統(tǒng)的加工方式通常采用基于光刻技術的硅晶片模具進行微流控模體的制作，但基于光刻技術的硅晶片模體的制作需要特殊的潔凈實驗室、復雜及昂貴的加工設備、且需要較長的制作時間。所以，該團隊選擇采用摩方精密nanoArch® S140(精度：10μm)3D打印設備制造出模具后，再對其進行翻模，制造出簡單、快速且低成本的軟光刻模具。此外，團隊還采用了特定的后處理方法，有效避免了由于3D打印模具中磷酸鹽基光引發(fā)劑的殘留而導致的PDMS固化抑制問題，實現(xiàn)了高精度復雜的3D打印模具的層狀結構PDMS模體的脫模。

本研究的結果表明，基于3D打印制造的視網(wǎng)膜模體可模擬人類視網(wǎng)膜的結構特征和血管網(wǎng)絡以用于OCTA等視網(wǎng)膜血管檢測設備的性能評估。未來，這種基于3D打印制造微流控模體的技術有望降低高精度微流控芯片的制造成本，促進高精度微流控芯片的廣泛使用。