2.2 切应力调控血管内皮细胞生物学特性的体外模型
在动脉系统中，血管内皮细胞持续不断地受到血流引起的切应力作用，切应力强烈影响血管内皮细胞的形态和功能。对血管内皮细胞如何响应切应力的深入研究有助于更好地认识力学环境的变化如何影响血管内皮细胞形态、结构、功能，以及血管内皮细胞力学传导障碍与心血管疾病发生、发展间的关系。
平行平板流动装置（parallel plated flow chamber）为常用的探讨切应力影响血管内皮细胞生物学特性的体外循环装置，该系统通过调节循环液的流速来控制血管内皮细胞表面的切应力，通过加载显微镜可以对流场中的血管内皮细胞进行实时动态的观察并记录内皮细胞对切应力形态上的响应以及流场下单核细胞与血管内皮细胞黏附行为的变化。由于该系统较为简单且易操作，具有很高的实用性。在常用的平行平板流动腔的基础上，根据实际需要，可对该系统进行了改装和改良。本装置（图2-1）在Frangos等的切应力装置基础上改良而来，由三大模块所组成：
（1）灌流模块
灌流模块由贮液罐、微型流量计以及蠕动泵组成，中间由聚四氟乙烯管连接。蠕动泵驱动灌流液从贮液下槽进入贮液上槽内小杯中，上槽内小杯中的灌流液通过连接系统、流动腔和流量计进入下槽，该系统中流动腔内血管内皮细胞表面的流场为定常层流。
图2-1 改良的平行平板流动腔系统。［引自：Wang G, et al. Secretory response of endothelin-1 in cultured human glomerular microvascular endothelial cells to shear stress［J］. Biorheology, 2000, 37（4）: 291-299.］
Fig 2-1 Improved parallel plate flow chamber system. ［Adapted from: Wang G, et al. Secretory response of endothelin-1 in cultured human glomerular microvascular endothelial cells to shear stress［J］. Biorheology, 2000, 37（4）: 291-299.］
（2）流动腔模块
由两块有机玻璃、垫片、不锈钢架和细胞载片组成。在有机玻璃两端开孔，其中入口处孔径（0.15～0.20 cm）稍大于出口处孔径（0.10～0.15 cm），垫片的厚度为0.02 cm。使用前将有机玻璃和垫片用自来水洗净，然后蒸馏水反复冲洗，再经75%酒精浸泡除菌、无菌生理盐水清洗、晾干。细胞载片采用紫外线照射灭菌。其余部件（贮液槽和聚四氟乙烯管等）蒸馏水洗净，烘干、高压灭菌消毒。实验中将覆盖细胞的载片放置于流动腔中，固定流动腔系统并防止漏液，通过蠕动泵驱动循环液在覆盖有细胞的载片表面流动。灌流期间，将流动腔以及聚四氟乙烯管置于37 ℃的培养箱，通过贮液上槽接头与气瓶连接，使循环液体保持湿度为95%和CO2的含量为5%。(https://www.daowen.com)
（3）记录模块
由相差显微镜、摄像头、监视器和录像机组成。
采用相差显微镜观察流动条件下细胞载片上内皮细胞的黏附以及形态变化等，图像由监视器以及录像机摄取并保存。
①流动腔内细胞载片表面内皮细胞所受的切应力τ（N/cm2）由式（2-1）计算：其中μ为液体黏度（N·s/cm2），Q为流量（cm3/s），h为流动腔高度（cm），w为腔宽度（cm）。
②流动腔内流动的雷诺数（Re）用下式计算：其中v为平均速度（cm/s），ρ为循环液密度（g/cm3），μ和h同式（2-1）。平均速度v有：
