一种培养结直肠癌类器官芯片的方法技术

本发明专利技术公开了一种培养结直肠癌类器官芯片的方法，其涉及结直肠癌类器官芯片培养技术领域，旨在解决现有的直肠癌类器官芯片无法克服类器官缺乏流动和机械力微环境的问题，其技术方案要点是其步骤如下：

【技术实现步骤摘要】
一种培养结直肠癌类器官芯片的方法


[0001]本专利技术涉及结直肠癌类器官芯片培养
，尤其是涉及一种培养结直肠癌类器官芯片的方法
。

技术介绍

[0002]类器官芯片是传统器官芯片在生物技术方面的延伸，指由原代组织
、ESCs、iPSCs
在芯片微环境之中衍生发育的各种类器官模型，其含有某个器官特有的多种细胞类型，与人类器官拥有高度相似的组织学和基因型特征，并部分重现该器官的特有生理功能，应用领域广泛
。
[0003]2D
细胞缺乏高度分化的人体组织结构和功能，动物模型又会因为物种差异导致毒理药效反应差异大，临床表现难以重现，于是，药物研发需要具备能够给药物开发早期提供更好的预测毒性的新模型，如类器官；
[0004]类器官
(organoid)
，是将具有多能性的细胞进行
3D
培养，在体外生成的微缩版器官，类器官具备与原始组织类似的显微解剖结构，能自我更新和自我组织，能重现对应器官的部份功能，提供一个高度生理相关系统，而且类器官培养需要的组织极少，培养周期短，成功率高
——
客服细胞系异质性差，遗传信息丢失，无法模拟组织器官体内
3D
结构的缺陷，避免动物模型建模周期长，培养时间长，成本高等问题，类器官技术在疾病研究
、
药物筛选
、
药物毒性毒理反应
、
基因和细胞治疗等生物医学转化研究领域具有巨大应用潜力；
[0005]类器官的来源可来自于原始组织的干细胞，胚胎干细胞
(ESC)
，诱导性多能干细胞
(iPSC)
和已建立的细胞系和包含多种细胞类型的的器官外植体，但由于伦理问题和获取难度，现在研究和临床所用到细胞来源的主要是原始组织或由体细胞重编程获得的
iPSC
，自
2009
年荷兰科学家
HansClevers
教授团队首次成功培养建立了肠类器官，类器官经历了极大的发展，目前，类器官培养已可应用于包括食道
、
肠道
、
胃
、
肝脏
、
胰腺
、
肺
、
乳腺
、
肾脏
、
前列腺
、
膀胱
、
大脑
、
甲状腺
、
内耳
、
视网膜
、
心脏以及卵巢等多种正常或肿瘤组织的类器官研究模型；
[0006]类器官也有局限性，比如类器官缺乏流动和机械力微环境，为了进一步提高通量和建立更完善的仿生环境，通过结合器官芯片技术，类器官芯片应运而生，器官芯片，是一种在芯片上构建的器官生理微系统，已以微流控芯片为核心，利用细胞生物学，工程学，物理学等多学科交叉的技术手段，将生物组织和器官的三维结构和功能模拟到微小的芯片上，而类器官芯片是将器官芯片的二维细胞由三维细胞或类器官取代，利用微流控技术控制液体流动，结合细胞与细胞相互作用，基质特性以及生物化学和生物力学特性，在芯片上构建的三维器官生理微系统
。
[0007]上述中的现有技术方案存在以下缺陷：现有的直肠癌类器官芯片无法克服类器官缺乏流动和机械力微环境的问题，导致整体在进行制备的过程中容易出现无法提供正常的液体流动的机械力而无法正常使用的情况，从而降低了整体的使用效果，且缺少流动机械力的情况下会出现整体通量少的情况，降低了整体的工作啊效果
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种提高仿生微环境的培养结直肠癌类器官芯片的方法
。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0010]一种培养结直肠癌类器官芯片的方法，其步骤如下：
[0011]S1
：设置芯片培养环境，设置用于血液通过的血管形成通道和用于结直肠癌细胞通过的结直肠癌细胞通道，并在血管形成通道和结直肠癌细胞通道之间设置多孔膜体，所述血管形成通道通过多孔膜体与结直肠癌细胞通道相互连通，并在结直肠癌细胞通道
、
血管形成通道和多孔膜体外侧设置用于提供横向拉力的气室；
[0012]S2
：芯片培养，选择合适的肿瘤细胞，进行体外培养并进行必要的药物预处理；
[0013]S3
：处理后检测，将不同来源的结直肠癌细胞注入后的情况通过用于检测类器官的生理特性并显示成像的扫描设备进行扫描，并将扫描所得的图像进行保存，用于后续对比，并将相同来源的结直肠癌细胞经过不同的处理后放入结直肠癌细胞通道中，并使用用于检测类器官的生理特性并显示成像的扫描设备对芯片发展情况进行扫描，获取扫描后的图像进行保存；
[0014]S4
：对比分析，将不同图像进行提取分析，并获取流速数据和成长曲线图，根据流速数据和成长曲线图对不同状态下的结直肠癌细胞发展情况进行对比分析，获取不同变量对结直肠癌细胞的影响，从而获取最佳的结直肠癌细胞类器官芯片；
[0015]S5
：多次分析降低误差，根据已经获取的最佳结直肠癌细胞类器官芯片数据，并将相应的数据再次进行类器官芯片的培养，降低结直肠癌细胞培育过程中出现的误差，从而获取最佳的结直肠癌细胞类器官芯片制备方法
。
[0016]进一步地，所述
S1
中多孔膜体为
ECM
多孔膜材质，且多孔膜体在结直肠癌细胞通道和血管形成通道连接处分布有多组
。
[0017]进一步地，所述
S1
中气室在结直肠癌细胞通道和血管形成通道外侧分布有两组，且气室气口设置有用于进气和排气的气泵
。
[0018]进一步地，所述
S2
中药物预处理过程中：
[0019]A1
：结直肠癌细胞处理：将不同来源的结直肠癌细胞注入结直肠癌细胞通道中，通过控制细胞注入速度和数量的参数来控制细胞密度和位置，并通过培养和条件调节，使结直肠癌细胞和结直肠癌细胞通道形成结直肠癌细胞层；
[0020]A2
：血管细胞处理，将血管上皮细胞和黏膜细胞等种类的细胞按照一定的比例混合，然后将混合的细胞注入到血管形成通道中，通过培养和条件调节，使血管上皮细胞和黏膜细胞在血管形成通道内部形成毛细血管网，从而可以给结直肠癌细胞供氧，通过微流控芯片上的微型通道，控制流体的流动方向和速度，以模拟器官内的液体的流动状态
。
[0021]进一步地，所述
S3
中处理后检测中设置有至少三组不同来源的结直肠癌细胞，且至少设置有至少三组不同的处理方式，并且处理方式具体为控制细胞以不同的注入速度
、
数量和温度进行注入
。
[0022]综上所述，本专利技术的有益技术效果为：
[0023]1、
采用了结直肠癌细胞处理和血管细胞处理，克服了类器官缺乏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种培养结直肠癌类器官芯片的方法，其特征在于：其步骤如下：
S1
：设置芯片培养环境，设置用于血液通过的血管形成通道
(1)
和用于结直肠癌细胞通过的结直肠癌细胞通道
(2)
，并在血管形成通道
(1)
和结直肠癌细胞通道
(2)
之间设置多孔膜体
(3)
，所述血管形成通道
(1)
通过多孔膜体
(3)
与结直肠癌细胞通道
(2)
相互连通，并在结直肠癌细胞通道
(2)、
血管形成通道
(1)
和多孔膜体
(3)
外侧设置用于提供横向拉力的气室
(4)
；
S2
：芯片培养，选择合适的肿瘤细胞，进行体外培养并进行必要的药物预处理；
S3
：处理后检测，将不同来源的结直肠癌细胞注入后的情况通过用于检测类器官的生理特性并显示成像的扫描设备进行扫描，并将扫描所得的图像进行保存，用于后续对比，并将相同来源的结直肠癌细胞经过不同的处理后放入结直肠癌细胞通道
(2)
中，并使用用于检测类器官的生理特性并显示成像的扫描设备对芯片发展情况进行扫描，获取扫描后的图像进行保存；
S4
：对比分析，将不同图像进行提取分析，并获取流速数据和成长曲线图，根据流速数据和成长曲线图对不同状态下的结直肠癌细胞发展情况进行对比分析，获取不同变量对结直肠癌细胞的影响，从而获取最佳的结直肠癌细胞类器官芯片；
S5
：多次分析降低误差，根据已经获取的最佳结直肠癌细胞类器官芯片数据，并将相应的数据再次进行类器官芯片的培养，降低结直肠癌细胞培育过程中出现的误差，从而获取最佳的结直肠癌细胞类器官芯片制备方法
。2.
根据权利要求1所述的一种培养结直肠癌类器官芯片的方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄红杰，李为为，
申请(专利权)人：江苏一米生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：