一种肾器官芯片及肾器官药物检测模型制造技术

本发明专利技术“一种肾器官芯片及肾器官药物检测模型”，属于微流控技术领域。肾器官芯片，包括至少2层芯片层和用于将各芯片层分隔开的多孔层；所述多孔层位于各芯片层之间；所述芯片层的上表面设置有细胞培养室、入口池、入口通道、出口池和出口通道；所述细胞培养室为设置在芯片层上表面的较大的凹陷区域，用于为所述细胞提供三维的培养空间。采用本法的芯片进行细胞培养具有样品用量少、培养效率高、操作简单、细胞存活率高等优点。

A Kidney Organ Microarray and a Kidney Organ Drug Detection Model

The invention relates to a kidney organ chip and a kidney organ drug detection model, which belongs to the field of microfluidic technology. The kidney organ chip includes at least two layers of chip layers and a porous layer for separating the chip layers; the porous layer is located between the chip layers; the upper surface of the chip layer is provided with a cell culture chamber, an entrance pool, an entrance channel, an exit pool and an exit channel; the cell culture chamber is provided with three large depression areas on the surface of the chip layer for the cells. Dimensional training space. Cell culture with this method has the advantages of less sample consumption, high culture efficiency, simple operation and high cell survival rate.

【技术实现步骤摘要】
一种肾器官芯片及肾器官药物检测模型
本专利技术属于微流控
，具体涉及一种肾器官芯片及肾器官药物检测模型。
技术介绍
为了更好地模仿细胞在人体内生存地微环境，只有营造多种细胞共同培养的体系才能在体外重新构建出人体器官的部分功能。因此迫切地需要一种新技术来进行几种细胞的共同培养。细胞共培养是研究细胞间相互作用的重要手段，目前对于细胞共培养研究的方式主要有以下几种：1)混合培养；2)条件培养基培养；3)微载体培养法；4)微孔底膜套皿培养法。以上所有方法均存在试剂消耗量大、流速控制不精确等问题，且只适于研究细胞在二维平面上的生物学行为，很难模仿生物体内的复杂微环境，严重影响实验结果。因此，本领域亟需开发一种能高度模拟还原生物体内环境，且试剂消耗量小、能准确控制流速的全新结构的微流控芯片用于共同培养细胞。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术所存在的上述不足，提供了一种基于微流控芯片的细胞共同培养方法。本专利技术的技术方案如下：一种肾器官芯片，包括至少2层芯片层和用于将各芯片层分隔开的多孔层；所述多孔层位于各芯片层之间；所述芯片层的上表面设置有细胞培养室、入口池、入口通道、出口池和出口通道；所述细胞培养室为设置在芯片层上表面的较大的凹陷区域，用于为所述细胞提供三维的培养空间；所述入口通道与出口通道均为设置在芯片层上表面的凹槽；所述入口池和出口池为设置在芯片层上表面的较小的凹陷区域；所述入口池与入口通道连通，并经所述入口通道与所述细胞培养室相连通；所述细胞培养室经所述出口通道与所述出口池相连通；所述入口池用于与新鲜培养基输送管道连接；所述出口池用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。所述微流控芯片包括2层芯片层；位于所述微流控芯片最上层的芯片层为芯片上层；位于所述微流控芯片最下层的芯片层为芯片下层；所述多孔层位于芯片上层和芯片下层之间；所述芯片上层的上表面朝下地倒扣在芯片下层上；芯片上层的入口池和出口池均为镂空结构；所述芯片上层还设置有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔。所述肾器官芯片包括3层芯片层；处于所述芯片上层和芯片下层之间的为芯片中层；所述芯片中层的细胞培养室、入口通道、出口通道、入口池和出口池均为镂空结构；所述芯片下层与芯片中层之间设有多孔层；所述芯片中层开设有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔。所述芯片上层开设有与芯片中层的入口池、出口池和通孔位置大小对应的通孔。所述肾器官芯片包括3层以上的芯片层；在所述芯片上层和芯片下层之间设有多个所述的芯片中层；其中最靠近芯片下层的芯片中层开设有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔；其余在该层芯片中层之上的每一层芯片层均开设有与之相邻的下层芯片层的入口池、出口池和通孔位置大小相对应的通孔；芯片上层的入口池和所有与其它芯片层的入口池对应的通孔都用于与培养基输送管道相连接；芯片上层的出口池和所有与其它芯片层的出口池对应的通孔都用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。所述芯片层两两之间都间隔有多孔层；所述多孔层为具有若干微小通孔的结构层，所述微小通孔可透过细胞培养基但不透过细胞；优选地，所述多孔层为多孔聚碳酸酯膜层、生物膜、聚四氟乙烯膜或硝酸纤维素膜等。各芯片层，或，各芯片层和多孔层从下至上叠加形成所述微流控芯片；各芯片层大小、形状相适配；各芯片层上的细胞培养室的大小、形状、位置相对应，但各芯片层上的入口池、出口池在所述微流控芯片上的轴向位置不重叠。各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘均为密封，以确保培养基不从芯片的四周边缘渗漏出；优选地，所述密封的方式选自下述中的一种或几种：各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过热压机热压密封；和/或，各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过粘胶或胶带粘贴密封；和/或，各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过夹具夹紧固定，用螺丝紧固密封。所述芯片上层、芯片下层的入口通道与出口通道的宽度相等；所述芯片中层的入口通道与出口通道的宽度为900μm-1100μm，优选为1000μm；所述芯片上层、芯片下层的细胞培养室的宽度与入口通道与出口通道的宽度之比为：55:4～9:1；优选地，所述芯片中层的细胞培养室的宽度与入口通道与出口通道的宽度之比为：9∶1～11:1。更优选地，所述芯片上层、芯片下层的细胞培养室、入口通道、出口通道的凹陷深度为80～120μm；所述芯片上层、芯片下层的入口通道、出口通道的宽度为800～1000μm，优选为833μm；优选地，所述芯片中层的细胞培养室、入口通道、出口通道的凹陷深度为180～220μm。优选地，所述芯片层的细胞培养室、入口池、出口池的轮廓形状选自圆形、椭圆形、方形、菱形、或，规则或不规则多边形；所述芯片层的材料优选聚二甲基硅氧烷、亚克力板、玻璃片或者硅片等；所述细胞培养室的宽度为9～11mm，优选为10mm。一种肾器官药物检测模型，其特征在于，培养有肾器官细胞的所述的肾器官芯片；优选地，所述培养包括，将含有肾器官细胞的细胞悬液注入所述肾器官芯片的芯片上层的入口池；更优选地，所述培养还包括：通过所述入口池注入供细胞生长的培养基。所述肾器官细胞包括：人近端肾小管上皮细胞和管周毛细血管内皮细胞；优选地，所述肾器官芯片的最上层的细胞培养室内培养有人近端肾小管上皮细胞，所述肾器官芯片的最下层的细胞培养室内培养有管周毛细血管内皮细胞；更优选地，所述肾器官药物检测指：在所述肾器官芯片中培养的肾器官细胞上施加药物后定期测定细胞活力；进一步优选地，所述药物选自CCK-8，或，DDP；所述定期测定细胞活力指在施加药物的第1天、第4天、第7天测定细胞的OD450值。本专利技术的第一个方面提供一种用于细胞培养的微流控芯片。所述微流控芯片包括至少1层芯片层；所述芯片层的上表面设置有细胞培养室、入口池、入口通道、出口池和出口通道；所述细胞培养室为设置在芯片层上表面的较大的凹陷区域，用于为所述细胞提供三维的培养空间；所述入口通道与出口通道均为设置在芯片层上表面的凹槽；所述入口池和出口池为设置在芯片层上表面的较小的凹陷区域；所述入口池与入口通道连通，并经所述入口通道与所述细胞培养室相连通；所述细胞培养室经所述出口通道与所述出口池相连通；所述入口池用于与新鲜培养基输送管道连接，所述出口池用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。细胞培养室为细胞贴壁生长提供了主要的附着空间；入口通道用于连通细胞培养室和入口池；出口通道用于连通细胞培养室和出口池；出口池的设置可使细胞培养过程中产生的代谢废液及时从芯片中排出；入口池的设置可使新鲜培养基可以通过入口池源源不断地被注入至所述芯片中供细胞生长培养；在一些具体的操作方案中，入口池可通过所述管道与注射泵连接，用于定时定量地往芯片中注入新鲜培养液，模拟人体中的细胞生长环境。经试验证实，采用本专利技术具有上述结构的微流控芯片进行细胞培养，可为细胞的体外培养提供了一个稳定的环境，且具有操作简单、快速和样品用量少等特点，同时培养出的细胞存活率高，能稳定达到80-95％。进一步地，所述微流控芯片包括2层芯片层；位于所述微流控芯片最上层的芯片层为芯片上层；位于所述微流控芯片最下层的芯片层为芯片下层；所述芯片上层的上表面朝下地倒扣在芯片下层上；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肾器官芯片，包括至少2层芯片层和用于将各芯片层分隔开的多孔层；所述多孔层位于各芯片层之间；所述芯片层的上表面设置有细胞培养室、入口池、入口通道、出口池和出口通道；所述细胞培养室为设置在芯片层上表面的较大的凹陷区域，用于为所述细胞提供三维的培养空间；所述入口通道与出口通道均为设置在芯片层上表面的凹槽；所述入口池和出口池为设置在芯片层上表面的较小的凹陷区域；所述入口池与入口通道连通，并经所述入口通道与所述细胞培养室相连通；所述细胞培养室经所述出口通道与所述出口池相连通；所述入口池用于与新鲜培养基输送管道连接；所述出口池用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。

【技术特征摘要】
2018.02.09 CN 201810139342X1.一种肾器官芯片，包括至少2层芯片层和用于将各芯片层分隔开的多孔层；所述多孔层位于各芯片层之间；所述芯片层的上表面设置有细胞培养室、入口池、入口通道、出口池和出口通道；所述细胞培养室为设置在芯片层上表面的较大的凹陷区域，用于为所述细胞提供三维的培养空间；所述入口通道与出口通道均为设置在芯片层上表面的凹槽；所述入口池和出口池为设置在芯片层上表面的较小的凹陷区域；所述入口池与入口通道连通，并经所述入口通道与所述细胞培养室相连通；所述细胞培养室经所述出口通道与所述出口池相连通；所述入口池用于与新鲜培养基输送管道连接；所述出口池用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。2.根据权利要求1所述的肾器官芯片，其特征在于，所述微流控芯片包括2层芯片层；位于所述微流控芯片最上层的芯片层为芯片上层；位于所述微流控芯片最下层的芯片层为芯片下层；所述多孔层位于芯片上层和芯片下层之间；所述芯片上层的上表面朝下地倒扣在芯片下层上；芯片上层的入口池和出口池均为镂空结构；所述芯片上层还设置有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔。3.根据权利要求2所述的肾器官芯片，其特征在于，包括3层芯片层；处于所述芯片上层和芯片下层之间的为芯片中层；所述芯片中层的细胞培养室、入口通道、出口通道、入口池和出口池均为镂空结构；所述芯片下层与芯片中层之间设有多孔层；所述芯片中层开设有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔；所述芯片上层开设有与芯片中层的入口池、出口池和通孔位置大小对应的通孔。4.根据权利要求3所述的肾器官芯片，其特征在于，包括3层以上的芯片层；在所述芯片上层和芯片下层之间设有多个所述的芯片中层；其中最靠近芯片下层的芯片中层开设有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔；其余在该层芯片中层之上的每一层芯片层均开设有与之相邻的下层芯片层的入口池、出口池和通孔位置大小相对应的通孔；芯片上层的入口池和所有与其它芯片层的入口池对应的通孔都用于与培养基输送管道相连接；芯片上层的出口池和所有与其它芯片层的出口池对应的通孔都用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。5.根据权利要求2-4任一所述的肾器官芯片，其特征在于，所述芯片层两两之间都间隔有多孔层；所述多孔层为具有若干微小通孔的结构层，所述微小通孔可透过细胞培养基但不透过细胞；优选地，所述多孔层为多孔聚碳酸酯膜层、生物膜、聚四氟乙烯膜或硝酸纤维素膜等。6.根据权利要求2-5任一所述的微流控芯片，其特征在于，各芯片层，或，各芯片层和多孔层从下至上叠加...

【专利技术属性】
技术研发人员：楊士模，尹棣，杜冠儒，殷磊，
申请(专利权)人：百澳瑞派天津生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12