Blood vessels spread to all organs and tissues in our body, so vascular diseases such as arteriosclerosis or kidney disease often have serious consequences. Existing experimental in vitro models do not reflect the microenvironment of vascular disease, and animal models have differences in human disease environments due to genetic differences. It is expected that microphysiological systems or microfluidic device-based biomimetic models can supplement and solve these problems. Therefore, it is necessary to design vascular and vascular disease models using microphysiological systems. This dissertation describes the engineering of multi-scale blood vessels and their disease models using microphysiological systems. Herein, a microphysiological system-based lipopolysaccharide-induced vascular inflammation model, an outer blood retinal barrier-choriocapillris model with diabetic retinopathy, and an artery model with diabetes mellitus-induced arterial dysfunction were presented.
혈관은 우리 몸의 모든 장기 및 조직에 퍼져 있고, 그렇기 때문에 동맥 경화나 신장 질환 등과 같이 혈관 질환은 심각한 결과를 초래하는 경우가 많다. 기존의 체외 실험 모델은 혈관 질환의 미세 환경을 반영하지 못하고 있고, 동물 모델은 유전적 차이로 인해 인간의 질병 환경과는 차이가 있다. 미세생리학적 시스템 또는 미세유체소자 기반의 생체 모사 모델이 이런 문제를 보완 및 해결할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 따라서, 미세생리학적 시스템을 활용한 혈관 및 혈관 질환 모델을 설계하는 것이 필요하다. 본 학위 논문은 미세생리학적 시스템을 활용하여 다중 스케일의 혈관 및 혈관 질환 모델을 설계에 대한 연구를 다루었다. 이로써 미세생리학적 시스템 기반의 지질다당류에 의한 혈관 염증 모델과 동맥 및 당뇨병에 의한 동맥 이상 모델, 혈액망막장벽과 맥락막 모세혈관 및 당뇨망막병증 모델을 제시하였다.
