【技术实现步骤摘要】
一种基于细胞聚集体的微脉管肝脏芯片及其制备和使用方法
本专利技术涉及一种基于细胞聚集体的微脉管肝脏芯片及其制备和使用方法,属于微流体芯片加工设计和生物医药
技术介绍
研发安全有效的药物是一个长期、艰难和昂贵的进程。细胞培养和动物实验是现代医学和药学研究中广泛使用并极为依赖的两种实验平台。药物进入临床前都要通过离体实验和动物过渡实验来检测药物对体外培养细胞和动物机体的效应,并反复进行药效学、药代动力学、毒理学的定性和定量预测。然而药物研发失败的一个重要原因便是当前用于药物评估的模型与人的疾病模型存在无法回避的差异。通常情况下,细胞培养模式很难模拟人体微环境,同时,使用动物模型对正常和疾病的生理过程进行分析,它不但昂贵、耗时,而且存在伦理上的争论。通过这两类实验平台验证的实验性药物在进入临床试验后被淘汰,或药效低或毒副作用强,导致药物研发中人力和物力的巨大浪费。器官芯片可以突破细胞培养和模式动物实验的局限。它是一个基于多通道流体芯片的三维细胞培养系统,由多个模拟人体组织和器官环境的细胞培养分区集合而成。在各分区通过仿生循环系统进行连接。微通道的尺寸可以与细胞尺寸相当,可以精确地控制微环境的成分、温度等因素,尽可能模拟细胞外基质的情况,增强实验的可靠性和可操作性。同时可以设计不同的二维或三维结构和精密加工成微电极等器件实现细胞的培养、定位、有序、图案化以及检测等多种功能。在芯片上模拟生物体的环境进行细胞、组织和器官的培养,研究并控制细胞在体外培养过程中的生物学行为,并在药物开发、疾病诊断和治疗方面具有广泛的应用前景。人体器官芯片的研究在国际上尚处于起步 ...
【技术保护点】
一种基于细胞聚集体的微脉管肝脏芯片,其特征在于:包括位于上层的微脉管系统(1),中间的类血管内皮屏障系统(2)和下层的肝脏器官多细胞共培养系统(3),微脉管系统(1)和肝脏器官多细胞共培养系统(3)分别设置于各自的片基上;其中,所述微脉管系统(1)包括由若干阻流栅栏(4)交错布置构成的弯曲脉管(5),所述弯曲脉管(5)两端分别设有微脉管进口(6)和微脉管出口(7);所述类血管内皮屏障系统(2)由多孔膜(8)组成;所述肝脏器官多细胞共培养系统(3)包括细胞聚集体富集区(9)和多种细胞共培养区(10),并在两端分别设置有培养系统进口(12)和培养系统出口(11),肝脏器官多细胞共培养系统(3)位于培养系统进口(12)的内部区域设置有两个分流栅栏(13),其中,细胞聚集体富集区(9)由多个月牙槽状结构(15)组成,每个月牙槽状结构(15)上均设置有若干缝隙(14),多个月牙槽状结构(15)纵向排列成若干列,且该若干列交错布置,所有月牙槽状结构(15)的开口均朝着培养系统进口(12)。
【技术特征摘要】
1.一种基于细胞聚集体的微脉管肝脏芯片,其特征在于:包括位于上层的微脉管系统(1),中间的类血管内皮屏障系统(2)和下层的肝脏器官多细胞共培养系统(3),微脉管系统(1)和肝脏器官多细胞共培养系统(3)分别设置于各自的片基上;其中,所述微脉管系统(1)包括由若干阻流栅栏(4)交错布置构成的弯曲脉管(5),所述弯曲脉管(5)两端分别设有微脉管进口(6)和微脉管出口(7);所述类血管内皮屏障系统(2)由多孔膜(8)组成;所述肝脏器官多细胞共培养系统(3)包括细胞聚集体富集区(9)和多种细胞共培养区(10),并在两端分别设置有培养系统进口(12)和培养系统出口(11),肝脏器官多细胞共培养系统(3)位于培养系统进口(12)的内部区域设置有两个分流栅栏(13),其中,细胞聚集体富集区(9)由多个月牙槽状结构(15)组成,每个月牙槽状结构(15)上均设置有若干缝隙(14),多个月牙槽状结构(15)纵向排列成若干列,且该若干列交错布置,所有月牙槽状结构(15)的开口均朝着培养系统进口(12);所述肝脏器官多细胞共培养系统(3)的培养系统出口(11),培养系统进口(12)通道深度,分流栅栏(13)和月牙槽状结构(15)的高度均为100μm;分流栅栏(13)为圆滑弧形,与培养系统进口(12)的通道对齐,并等距对称布置;月牙槽状结构(15)的个数为80个,其外圆环半径为350μm,内圆环半径为150μm,月牙槽状结构(15)上的缝隙(14)为四个,并均匀发散排列,其宽度为20μm,深度100μm,内圆环开口直线距离为100μm,月牙槽状结构(15)相互之间的间隔距离为100μm。2.根据权利要求1所述的基于细胞聚集体的微脉管肝脏芯片,其特征在于:所述片基为聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、硝酸纤维素、生物膜、硅片的一种或几种。3.根据权利要求1所述的基于细胞聚集体的微脉管肝脏芯片,其特征在于:所述肝脏器官多细胞共培养系统(3)所用的细胞粘附和培养基质为纤维蛋白胶、细胞外基质蛋白、BSA蛋白、丝素蛋白、明胶、壳聚糖、精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸、基质胶、海藻酸钠、异甲基丙烯酰胺、聚乙二醇或聚乙二醇丙烯酸酯的一种或几种。4.根据权利要求1所述的基于细胞聚集体的微脉管肝脏芯片,其特征在于:所述微脉管系统(1)的微脉管入口(6)和微脉管出口(7)通道深度,阻流栅...
【专利技术属性】
技术研发人员:顾忠泽,郑付印,赵远锦,付繁繁,赵泽,魏红梅,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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