目前,大多数血管组织工程支架内皮化通过体外静态培养内皮细胞来实现。在静态培养条件下形成内皮层的血管支架,当移植入体内后在血流的剪切作用下是否会出现局部内皮层受损却鲜有报道。并且,许多研究中发现,血管组织工程支架表面内皮层细胞的排列情况与对应移植部位正常血管内皮层细胞的排列形式依然有不小差距。为了研究静态培养内皮化组织工程血管聚己内酯(PCL)纤维支架表面内皮层在类人体动脉血流中的完整性及取向性,本文基于微流控技术设计并构建了仿生可拆装的血管芯片及其灌注系统。将构建完成的血管芯片应用于一种新型紫杉醇/左旋聚乳酸纳米粒缓释药物的初步评价。利用3D建模及数值模拟技术对血管芯片结构进行前期设计优化,经过数控雕刻、静电纺丝、热固化成型等多种加工技术制备出芯片的各个模块化部件。采用螺丝紧固连接芯片各部分,实现芯片的可反复拆装,并整体组装芯片及其灌注系统。经数值模拟计算,当血管芯片入口流速为0.75 m/s,芯片单个栅形流道宽度为0.8 mm,流道深度为0.5 mm时,PCL纤维支架上方流体满足人体动脉血流参数,本文所设计的血管芯片内部流体环境接近人体动脉微环境。一系列表征测量结果表明,数控雕刻的加工精度、静电纺丝PCL纤维支架的纤维直径大小及排列均满足预期要求,芯片封装薄膜满足芯片密封性能及生物相容性要求,整体组装后血管芯片及其灌注系统密封性能良好,满足下一步实验要求。将内皮化PCL纤维支架及其它部件无菌组装并运行,完成了血管芯片及其灌注系统的构建。之后利用免疫荧光染色、CCK-8检测等观测手段探究了静态培养内皮化的取向PCL纤维支架和无规PCL纤维支架在类动脉血流条件下是否会出现局部内皮层受损的情况,并进一步地探究了上述两种PCL纤维支架上内皮细胞的取向度。实验结果表明,静态培养内皮化的取向PCL纤维支架和无规PCL纤维支架直接暴露于压强为70 mm Hg,流速为0.5 m/s,对壁面剪切应力为50 dynes/cm~2的类动脉血流环境中,两种支架表面均会出现局部内皮受损的情况。进一步地,本文利用由低剪切(20 dynes/cm~2)灌注培养缓慢提升至高剪切(50 dynes/cm~2)灌注培养的方式,成功实现了静态培养内皮化的取向PCL纤维支架在体外类动脉血流中支架表面内皮层的完整与稳定。此外,本文证明了在接触诱导效应和流动介导的机械传导效应的共同作用下纤维支架表面内皮细胞的排列更加接近正常动脉中内皮细胞的取向排列。根据体外药物释放所需条件,在数值模拟的条件下,更换芯片部分部件并对装置运行条件进行优化。以更新部件后的芯片作为紫杉醇/左旋聚乳酸纳米粒药物初步评价平台,借助光学显微镜、高效液相色谱仪等设备表征观测了纳米粒的分散性、载药率和体外药物累积释放度等主要参数,并使用多种释药模型对紫杉醇累积释放曲线进行拟合,阐明了纳米粒的释药机理。实验结果表明,以左旋聚乳酸包覆紫杉醇形成的纳米粒,使得不溶于水的紫杉醇得以以较大浓度稳定分散于水性环境中。相较于紫杉醇原药,紫杉醇/左旋聚乳酸纳米粒药物持续释放时间长,药物释放平缓,实现了紫杉醇这种细胞周期特异性抗癌药物的持续低剂量释药。释药模型拟合结果表明,紫杉醇/左旋聚乳酸纳米粒药物的释放是紫杉醇的扩散与左旋聚乳酸溶蚀降解的协同作用,药物释放前期以扩散机制为主。