袁皓月，靳娅茹，庞 龙，徐 浩

    (西安医学院临床医学院1，药学院2，基础医学部3，陕西 西安 710021)

    血脑屏障(blood-brain barrier，BBB)是由脑血管内皮细胞(brain microvessel endothelia cells，BMECs)和血管周围细胞形成的物理和功能屏障。BBB 对分子从血液到脑组织的运输具有高度的选择性，对于维持大脑的正常功能稳态至关重要，但也为药物进入脑组织产生治疗作用带来了困难[1]。因此，为了深入了解血脑屏障的结构和功能，了解化合物通过BBB 的渗透性，需要建立合适的BBB 体外模型[2，3]。作为被广泛使用的Transwell 方法和动物模型两种，其中Transwell 虽然在很大程度上可以解决目前BBB 体外研究的一些问题，但是Transwell 无法模拟流体剪切力等人脑生理特点[4]。动物模型耗时长、价格高，且与人类存在种属差异[5]。微流控芯片的发展为人体器官的体外模拟提供了新的方式。微流控芯片可以构建各种微结构，实现多种细胞的精确控制；采用注射泵控制微通道中流体的流动可以模拟人体内血流产生的剪切应力，这种剪切力可以诱导BMECs 的分化并可及时清除细胞代谢产物，为细胞生长提供一种与人体高度近似的环境[6]。本文基于微流控芯片的BBB 体外模型按常规的微管道结构分为平面型和垂直型两种，讨论两种体外模型的设计构建及其在炎症反应、药物筛选与递送等领域的具体应用。旨在为BBB 体外模型研究提供新的工具选择和思路。

    1 血脑屏障的构成和功能

    1.1 BBB 的构成 BBB 介于血液与脑组织之间，由BMECs、基底膜、周细胞、神经胶质细胞等构成。BMECs 与神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞、周细胞之间相互作用形成一个动态的功能单元，称为神经血管单元，BBB 的形成和功能依赖于神经血管单元内密切的细胞间相互作用[7]。其中，BMECs 之间可以形成一种物理屏障阻碍物质通过相邻细胞之间的旁通道运输[8，9]；星形胶质细胞作为信号传导的中介诱导BMECs 发挥屏障特性，并且为神经元提供营养物质，清除其代谢产物[10]；还有相关研究证实，星形胶质细胞的Ca2+信号可以参与血管直径的调节[11]；周细胞可以嵌入微血管基底膜内并包裹内皮细胞[12]，通过旁分泌的方式释放信号分子，这些信号分子作用于BMECs 参与调控血管的形成[13]。血管壁的组织发生，包括BMECs 与周细胞的联系，需要星形胶质细胞的参与[14]。

    1.2 BBB 的功能 BBB 严格调控分子和离子在血液与脑组织之间的运输 ......