相比于动物模型,体外模型因其实验周期短、成本低、种属差异小等优点在毒理学、病理学和药学研究中被广泛使用。目前,三维组织动态培养模式是体外模型的重要发展趋势。通过借鉴微流控驱动方法可以实现体外模型的动态培养,为生命科学领域提供了一种高度仿生的体外模型解决方案。由于常见的、可用于三维组织动态培养的微流控驱动方法都存在着自身的局限性,所以,本文通过总结不同驱动方法之间的优缺点,设计并验证了一种可用于三维组织动态培养的集成聚二甲基硅氧烷(PDMS,polydimethylsiloxane)气动微阀的气动蠕动泵系统。该系统主要由气体控制系统和集成PDMS气动微阀的微流控芯片组成。可以实现微流控芯片内培养基的循环灌流,为体外细胞提供一种持续的动态三维培养模式。本文首先完成了气动蠕动泵系统的构建,详细分析了用于脉动灌流的气动蠕动泵的工作原理,构建了基于微型隔膜真空泵的气体控制方案和可以解决回流问题的四阶段液体驱动方案。其次,本文详细介绍了气动蠕动泵系统中PDMS气动微阀设计制造和封装工艺,设计并制造了带有气动微阀和微流道结构图案的微流控芯片模具和固态PDMS成品。利用氧等离子键合技术实现PDMS与玻璃、PC的不可逆键合,并成功制备了具有PC-PDMS-玻璃三层结构的微流控芯片。然后,本文进行了气动蠕动泵系统中PDMS气动微阀性能测试。测量了气动微阀在不同气体输出正压和不同工作模式下的液体泵送流速和每个循环泵送的有效体积。并通过实验结果分析出,气动蠕动泵系统可以实现微流控芯片内流体的流速和流量控制,验证了本文设计方案的可行性。最后,本文利用气动蠕动泵系统进行了人肝癌细胞C3A的动态三维培养。利用活死染色试剂盒和Alamar Bule法对微流控芯片动态培养和24孔板静态培养两种模式下的细胞进行了活性和增殖检测。结果表明,微流控芯片动态培养下的细胞生长情况优于24孔板静态培养,验证了本文构建的气动蠕动泵系统可以为体外细胞培养提供高度仿生的动态微环境。