细胞生长需要通过各种复杂的外部和内部环境的协同作用来完成。因此，在建立体外生理模型时，应考虑外部环境参数的真实性。芯片上器官技术是将微流体技术与微处理和细胞生物学相结合而产生的，在控制外部环境参数方面具有无可比拟的能力。通过产生物理和化学刺激，如流体剪切力、机械应力和生化浓度梯度，细胞可以对这些刺激进行自组装。为了显示更真实的生理功能，因此在体外建立生理模型方面具有特殊的优势。

1、产生流体剪切力

流体流动会产生剪切力，人体内一直存在流体流动，传统的静态文化无法给系统提供剪切力。微流体技术可以通过微泵灌注实现动态细胞培养，有利于向细胞稳定输送营养物质和及时排出废物，与静态培养相比，细胞的动态环境更接近体内环境。此外，灌注培养产生的流体剪切力对身体的某些生理功能（如肾再吸收）至关重要。

2、提供动态机械应力

人体内存在与生命活动相关的压力，如血压、肺压、骨压等。这种稳态压力在维持组织形成、细胞分化甚至肿瘤形成等生理功能方面发挥着重要作用。微流体技术可以使用弹性多孔膜来产生周期性的机械应力。例如，细胞在多孔膜上培养，外力使多孔膜变形，以模拟一些生理功能，如肺呼吸、肠蠕动和心脏收缩。

3、形成浓度梯度 

由于在微尺度上，流体主要以层流形式移动，这有助于在通道中产生各种类型的浓度梯度。由浓度梯度驱动的各种生化信号在许多生理过程中起着关键作用，如细胞迁移、分化、免疫反应和癌症转移。微流体技术可以通过改变流速和通道大小，并使用微阀、微泵技术或独特的通道设计，实现稳定的三维生化浓度梯度，从而模拟人体内各种复杂的生理过程。此外，多通道浓度梯度的实现提供了在芯片上高通量筛选药物的可能性。

4、实现细胞图案化培养

人体组织不是由一堆细胞组成，而是需要各种细胞有序排列，通过复杂的相互作用形成一个功能完整的整体。微流体技术具有控制细胞的超能力。模板法、表面改性、电化学法、层流法、微柱结构等都有助于实现芯片上细胞的图案化。构建具有一定复杂几何结构的体外生理模型是非常有益的，可以为研究细胞间相互作用和细胞外基质相互作用提供理想的平台。

类器官芯片技术旨在建立人工仿生微环境，从而实现组织器官水平的模拟，并在此基础上进行人体生理学研究、药物开发、毒理学等相关研究。类器官芯片可以克服传统二维细胞培养模型和动物实验的缺点。Emulate Bio所提供的开放灵活的器官芯片平台，它已应用于许多生物学领域，如开发或疾病模型构建、药物开发、免疫反应治疗、微生物感染等。相信随着科技的发展和研究的深入，它具有建立高度仿生的体外生理学模型的潜力，甚至可能影响以制药工业为代表的部分产业的发展进程。

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