一种肿瘤细胞-血管内皮细胞体外共培养的装置及其制备方法、应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种肿瘤细胞

【技术实现步骤摘要】
一种肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及生物芯片
，尤其涉及一种肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置及其制备方法、在抗肿瘤药物或生物疗法中的应用。

技术介绍

[0002]微流控芯片是一种在微米尺度空间对流体进行操控的试验技术，通常由微腔室、微通道和功能化微结构构成，能将生物、化学等实验室基本功能微缩到几平方厘米的芯片上。器官芯片技术作为微流控芯片的一个分支，器官芯片可以根据细胞类型准确地调整与其生长和功能相关的环境条件，流动的培养基可以控制营养物质的供应，从细胞周围去除积累的细胞废物或次生代谢产物。此外，它还能调节氧合水平，提供剪应力，保证细胞层的屏障完整性，并能控制细胞在体外的迁移，能够更加仿生地模拟机体器官的生理、病理的功能和结构。因此，器官芯片在肿瘤研究领域中有着巨大潜能。研究表明，肿瘤血管在肿瘤的发生、发展和转移过程中起着极为重要的作用，不仅为肿瘤组织生长提供了充足的氧气和营养物质，同时也为肿瘤的发展和转移提供了渠道。研究肿瘤血管对于了解肿瘤发生、发展、侵袭和转移的生物学行为和机制，以及抗肿瘤药物开发具有重要的应用价值。
[0003]另一方面，目前关于肿瘤的研究模型一般有三类，分别是二维肿瘤细胞培养、动物肿瘤模型和肿瘤类器官。传统的2D细胞培养无法重现肿瘤微环境，也缺乏细胞
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细胞间、细胞
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细胞外基质之间的相互作用。肿瘤动物模型可以弥补细胞模型的缺陷，模拟肿瘤的体内环境，但存在培养周期较长，成本高的缺点，无法进行高通量筛选药物和涉及实验伦理等一系列问题。肿瘤类器官保持了肿瘤的3D生长特性，对比2D细胞培养更能重现母体肿瘤特征，且药物筛选周期短、操作相对简单，经济实用。但肿瘤类器官往往来自肿瘤组织或细胞株等单一细胞类群，特别是缺乏实体瘤中的血管内皮细胞和免疫细胞等组成的肿瘤微环境，以及无法提供体内的流体剪切力。
[0004]此外，传统的肿瘤血管形成研究主要依赖孔板实验和血管形成实验。通过血管内皮细胞的条件培养基观察其对血管内皮管腔样结构形成的影响。该方法虽然操作简便，但这种基于二维细胞培养的方式与体内的血管形成过程差异较大。另外现有的器官芯片多是实现二维平面细胞培养，只能模拟器官的单一模式功能，不能模拟完整血管屏障功能，无法针对性研究肿瘤微环境中肿瘤细胞和外周血管的相互作用。因此亟需一种更加仿生的肿瘤
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血管体外研究模型。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置，其结构简单，可对人体和动物的肿瘤细胞和血管细胞进行共培养，为抗肿瘤药物筛选和肿瘤生物治疗方法的开发提供良好的基础。
[0006]本专利技术还要解决的技术问题在于，提供一种肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养
的装置的制备方法。
[0007]本专利技术还要解决的技术问题在于，提供上述的肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置在制备、筛选、评价用于治疗肿瘤的药物或在筛选、评价用于治疗肿瘤的生物治疗方法中的应用。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置，其包括上层芯片、下层芯片和多孔膜，所述多孔膜封接于所述上层芯片和所述下层芯片之间；
[0009]所述上层芯片设有用于构建肿瘤组织或血管组织的上流体通道，所述下层芯片设有用于构建血管组织或肿瘤组织的下流体通道；所述多孔膜上设有多个通孔，所述上流体通道、下流体通道通过所述多孔膜上的通孔实现流体交换。
[0010]作为上述技术方案的改进，所述上流体通道的体积与所述下流体通道的体积之比为(1.1～2):1；
[0011]所述上流体通道的高度与所述下流体通道的高度之比为(1～1.5):1；
[0012]所述上流体通道的高度与所述多孔膜的厚度之比为(3.5～5):1。
[0013]作为上述技术方案的改进，所述上流体通道的高度为100～150μm，长度为8～15mm，宽度为0.5～2mm；
[0014]所述下流体通道的高度为80～110μm，长度为8～15mm，宽度为0.5～2mm；
[0015]所述多孔膜的厚度为25～35μm，所述通孔的孔径为5～10μm。
[0016]作为上述技术方案的改进，所述上层芯片由聚二甲基硅氧烷、氢化苯乙烯
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丁二烯嵌段共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚乙烯中的一种或多种制成；
[0017]所述下层芯片由聚二甲基硅氧烷、氢化苯乙烯
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丁二烯嵌段共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚乙烯中的一种或多种制成；
[0018]所述多孔膜由聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯、聚乙烯、海藻酸、壳聚糖或明胶中的一种或多种制成。
[0019]作为上述技术方案的改进，所述上层芯片、下层芯片、多孔膜均由聚二甲基硅氧烷制成。
[0020]作为上述技术方案的改进，所述肿瘤组织为人或动物的实体瘤组织。
[0021]作为上述技术方案的改进，所述肿瘤组织选自结肠癌、直肠癌、鼻咽癌、乳腺癌、肺癌、食管癌、胃癌、肝癌、胰腺癌或肥大细胞瘤的组织或相应细胞株中的一种或多种。
[0022]作为上述技术方案的改进，所述肿瘤组织选自结肠癌，其由小鼠结肠癌细胞系CT26培养而得；
[0023]所述血管组织由小鼠血管内皮细胞系C166培养而得。
[0024]作为上述技术方案的改进，所述上流体通道用于构建肿瘤组织的培养环境，所述下流体通道用于构建血管组织的培养环境。
[0025]相应的，本专利技术还公开了一种肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置的制备方法，用于制备上述的肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置，其包括：
[0026]分别制备上层芯片、下层芯片和多孔膜，并将所述多孔膜封接于所述上层芯片和下层芯片之间，得到微流控芯片；其中，所述上层芯片设有上流体通道，所述下层芯片设有下流体通道；
DAP的LB琼脂平板或含25μg/ml氯霉素、50μg/mlDAP的LB肉汤培养，YB1
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td Tomato(卡那霉素抗性)采用含25μg/ml氯霉素、50μg/ml卡那霉素、50μg/ml DAP的LB琼脂平板或含50μg/ml氯霉素、50μg/ml卡那霉素、25μg/ml DAP的LB肉汤培养。
[0050]工程细菌治疗疗效的测试方法如下：
[0051](1)利用孔板实验CCK8方法检测溶瘤菌YB1对肿瘤/血管内皮细胞毒性实验：提前一天制备细胞悬液铺96孔板，细胞密度为20000个/孔。12h后将96孔板细胞培养液更换为无抗生素的DMEM培养基。第二天将过夜摇菌的YB1菌液用含DAP的DMEM培养基稀释到目的浓度，将96孔板分组、标记，依次加入不同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置，其特征在于，包括上层芯片、下层芯片和多孔膜，所述多孔膜封接于所述上层芯片和所述下层芯片之间；所述上层芯片设有用于构建肿瘤组织或血管组织的上流体通道，所述下层芯片设有用于构建血管组织或肿瘤组织的下流体通道；所述多孔膜上设有多个通孔，所述上流体通道、下流体通道通过所述多孔膜上的通孔实现流体交换。2.如权利要求1所述的肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置，其特征在于，所述上流体通道的体积与所述下流体通道的体积之比为(1.1～2):1；所述上流体通道的高度与所述下流体通道的高度之比为(1～1.5):1；所述上流体通道的高度与所述多孔膜的厚度之比为(3.5～5):1。3.如权利要求1或2所述的肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置，其特征在于，所述上流体通道的高度为100～150μm，长度为8～15mm，宽度为0.5～2mm；所述下流体通道的高度为80～110μm，长度为8～15mm，宽度为0.5～2mm；所述多孔膜的厚度为25～35μm，所述通孔的孔径为5～10μm。4.如权利要求1所述的肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置，其特征在于，所述上层芯片由聚二甲基硅氧烷、氢化苯乙烯
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丁二烯嵌段共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚乙烯中的一种或多种制成；所述下层芯片由聚二甲基硅氧烷、氢化苯乙烯
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丁二烯嵌段共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚乙烯中的一种或多种制成；所述多孔膜由聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯、聚乙烯、海藻酸、壳聚糖或明胶中的一种或多种制成。5.如权利要求1或4所述的肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置，其特征在于，所述上层芯片、下层芯片、多孔膜均由聚二甲基硅氧烷制成。6.如权利要求1所述的肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置，其特征在于，所述肿瘤组织为人或动物的实体瘤组织。7.如权利要求1或6所述的肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置，其特征在于，所述肿瘤组织选自结肠癌、直肠癌、鼻咽癌、乳腺癌、肺癌、食管癌、胃癌、肝癌、胰腺癌或肥大细胞瘤的组织或相应细胞株中的一种或多种。8.如权利要求1所述的肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置，其特征在于，所述肿瘤组织选自结肠癌，其由小鼠结肠癌细胞系CT26培养而得；所述血管组织由小鼠血管内皮细胞系C166培养而得。9.如权利要求1所述的肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置，其特征在于，所述上流体通道用于构建肿瘤组织的培养环境，所述下流体通道用于构建血管组织的培养环境。10.一种肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置的制备方法，用于制备如权利要求1～9任一项所述的肿瘤细胞
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血管内皮细胞体外共培养的装置，其特征在于，包括：分别制备上层芯片、下层芯片和多孔膜，并将所述多孔膜封接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李心怡，温慧，黄术强，刘芳，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：