类器官芯片（OoC）平台日益被用于预测性体外测试。然而，大多数平台受限于软光刻衍生的2.5D微流控架构与非生理刚性材料，或受限于需复杂且易失效的后组装生物打印方法。研究人员提出一种多功能方法，将断层体积增材制造（TVAM）直接集成于预组装微流控芯片内，实现快速

　　类器官芯片（OoC）平台日益被用于预测性体外测试。然而，大多数平台受限于软光刻衍生的2.5D微流控架构与非生理刚性材料，或受限于需复杂且易失效的后组装生物打印方法。研究人员提出一种多功能方法，将断层体积增材制造（TVAM）直接集成于预组装微流控芯片内，实现快速、无接触的自由形态三维OoC制造。依托开源光学仿真框架M，研究人员在定制芯片中执行TVAM，消除后打印手动组装步骤，从而避免泄漏、污染与重现性差等问题。该策略称为TVAM-in-a-chip，支持在多种生物相容性光敏树脂（涵盖不同化学与力学性能，包括载细胞配方）中生成多样三维通道架构。研究人员展示了多通道设计、与共聚焦成像的兼容性，以及上皮与内皮模型的动态培养。总之，TVAM-in-a-chip克服当前OoC技术关键局限，为先进体外建模中可扩展、仿生三维平台的新一代发展铺平道路。

　　类器官芯片（Organ-on-Chip, OoC）作为新兴的微生理系统技术，在药物发现、化学品与食品安全性评价以及环境健康影响研究中被广泛采用。现有OoC大多基于软光刻（soft lithography）制造，使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）等刚性非仿生材料，通道被限制于单一平面，呈2.5D可灌注几何形态，截面为非生理方形；而近年探索的嵌入式打印、数字光处理（DLP）等三维生物打印方案虽提升复杂度，却依赖打印后手动转移、密封与管路连接，带来泄漏、污染与重现性差的失效风险。断层体积增材制造（Tomographic Volumetric Additive Manufacturing, TVAM）可在数秒内无层积生成厘米级复杂构型，但传统流程需将构件从圆瓶取出再组装进芯片，阻碍成像与集成。为此，研究人员依托开源可微分光线光学框架Dr.TVAM，提出TVAM-in-a-chip策略，在预组装、防漏、带平界面石英微池与集成流体接口的芯片内部直接完成无接触体积打印，兼顾速度、自由形态与后端培养成像兼容性。

　　研究人员定制以5 mm方形石英比色皿（cut into 20 mm sections）为主腔、两端以SLA（立体光固化）生物相容黑色树脂盖帽压接并集成鲁尔/倒刺管路接头的微型芯片，单侧盖帽设排气孔以排泡后螺钉封闭；采用399 nm光纤耦合激光与数字微镜器件（DMD）投影系统，芯片随高精度转台旋转同步投射600帧二维强度图，光学参数（比色皿折射率、树脂吸收/折射率、黑色入口腔遮挡）由Dr.TVAM反向优化，对遮挡区过曝光补偿、对杯角置零避散射；树脂体系覆盖合成（4-arm PEG methacryloyl, PEG4-MA）、多糖（hyaluronan-methacryloyl, HA-MA）、多肽（gelatin-methacryloyl, Gel-MA）及硫醇-降冰片烯逐步增长凝胶（gelatin-thiol/gelatin-norbornene, Gel-SH/NB），光引发剂含I型锂苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰膦酸盐（LAP）与II型Ru(bpy)

　　/过硫酸钠（Ru/SPS），细胞实验样本为人包皮成纤维细胞（HFF-1）、人胰腺导管上皮HPDE-wt与HPDE-KRAS、人脐静脉内皮细胞（HUVEC）。

　　2.1 TVAM-in-a-Chip：研究人员设计主腔为5 mm宽方形石英切段、两端SLA黑色树脂盖帽（含0.8 mm内道与倒刺接头）的微型芯片，注胶排泡后螺钉封排气孔；Dr.TVAM将入口腔设为全吸收体并在投影图对应区提亮补偿，杯角置零避散射，转台每转600帧同步投射，打印后永利国际管路灌洗去除未交联树脂。结论：可在预组装防漏芯片内无接触生成自由形态三维通道，免去后处理转移。

　　2.2 Versatility Across Multiple Photoresin Formulation：在PEG4-MA、HA-MA、Gel-MA及Gel-SH/NB上验证，存储模量G′跨1.99 kPa至85.51 kPa，凝胶阈值剂量6.3–31.1 mJ cm

　　）；兼容LAP与Ru/SPS两类引发剂、链增长与硫醇-降冰片烯逐步增长化学、5%–15%浓度梯度（G′ 1.15–12.83 kPa）。结论：TVAM-in-a-chip跨越宽广（光）化学与力学设计空间，低粘度树脂因壁到壁密封免沉降可用。

　　2.3 Design Flexibility and Imaging Capabilities：盖帽可配1–3入出口，同侧/异侧/合流拓扑均可打印；5 mm光程方形腔适配标准共聚焦（10×/0.3 NA/11 mm WD），全体积扫描FITC-葡聚糖（2 MDa）螺旋通道；分步注入绿/红标HFF载细胞树脂打印直通道，未交联区无细胞残留。结论：设计自由度高等价商业微流控，且支持芯片内全深共聚焦与多细胞区室化。

　　2.4 Reproducibility, Resolution, and Complexity：同剂量连续5片螺旋通道中心径0.69–0.72±0.03 mm（目标0.7 mm），入口区略胀（最高0.83±0.07 mm）；分支模型最小可辨250 μm圆截面通道；打印胰腺腺泡导管、气道、Sexton算法生成仿生血管树。结论：重复性好，分辨率达商用OoC区间（250 μm），天然具三维圆管而非平面方管。

　　2.5 3D Biomimetic Platforms for Perfusion Culture：环氧乙烷替代乙醇灭菌后预装芯片打印5% Gel-SH/NB，管路直连泵，防漏验证达5 mL min

　　，5天）形成腔内单层上皮片，HPDE-KRAS呈圆形间充质样；HUVEC（2 μL min

　　，7天）黏附并局部铺层。结论：入口-水凝胶无缝集成支持多日动态培养与上皮/内皮化。

　　研究人员指出TVAM-in-a-chip首证概念，但潜力未竭：分辨率需下探至50–100 μm以遵Murray定律血管分级，需在Dr.TVAM嵌入氧/自由基扩散抑制动力学；载细胞散射校正、类器官来源三维化、基质生化/力学精细调配（如HUVEC对明胶低整合素亲和致汇合度有限）是生物复杂度瓶颈；入口腔外亦可预埋传感器/执行器并利用overprinting补偿。多学交叉（计算光学、光化学、材料、细胞微环境）是下一代仿生OoC必经之路。

　　综上，研究人员引入具深远潜力的多功能生物制造方法TVAM-in-a-chip，克服当前OoC平台若干关键局限，为更复杂仿生三维OoC平台铺路。该技术在分辨率、建模精度与生物复杂度上均具提升空间。未来进展依赖计算、光学与材料创新融合以更好复现器官级结构与功能。总体而言，TVAM-in-a-chip在推进预测性与可定制体外组织系统发展上具备强劲潜力。该文发表于《Advanced Healthcare Materials》。