患者特异性“物理孪生”动脉芯片平台揭示复杂的流动依赖性VWF力学生物学，并指导个体化抗血栓治疗

由颈动脉粥样硬化触发的缺血性卒中仍具有不可预测性，这是因为血栓栓塞受患者特异性的血管几何结构和血流动力学支配，而这些因素无法在传统模型中得到重现。在本研究中，我们构建了“物理孪生”（Physical Twin）动脉芯片平台，重现个体化的颈动脉解剖结构，并在生理性血流模式下，模拟人源化的内皮下基质组成和动脉内皮表型。随后，我们在激光诱导损伤后建立了血栓形成微环境。基于计算流体力学指导的实验显示，在不同患者血管几何结构中，局部剪切力决定了一种机械生物学层级关系：高剪切力分叉区域（约3,000 s^-1）形成依赖于血管性血友病因子（VWF）A1结构域的血栓，并可被构象敏感性抑制剂所抑制；而低剪切力狭窄区域则形成脆弱的聚集体，其中VWF与整合素αIIbβ3的偶联决定了栓塞性过度生长。无论平均剪切力如何，脉动血流均可抑制血栓生长。分子动力学模拟揭示了构象敏感性纳米抗体（caplacizumab）为何在高剪切力分叉流动区域优于剪切力非依赖性适配体（ARC1172）。该物理孪生平台为基于血管几何结构、个体化选择抗血栓治疗方案提供了机制性框架。

作者声明，其拥有两项与本文所述技术相关的专利。该潜在利益冲突已按照期刊关于利益冲突声明的政策予以披露并得到妥善处理。

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关键词：动脉芯片 · 血栓形成 · 血管性血友病因子 · 流体剪切力 · 个体化抗血栓治疗

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.12.724721v1?rss=1