【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于多通道可调节气体浓度的肺泡器官芯片及其制备方法，属于器官芯片。
技术介绍
1、器官芯片是用于模拟人体器官/组织中某种结构的仿生器件，通过将多种细胞接种在器官芯片相应的位置，并施加相应的环境因素（如气流、剪切力、血流等），可以实现人体的精确仿生。区别于传统的细胞培养方式，器官芯片引入的环境因素使得它的仿生效果远高于目前的其他细胞培养方式。
2、低氧、低压、高寒等特点是高原地区的重要环境因素。受到以上因素影响，人员在进驻和习服高原地区时往往会罹患高原肺水肿、高原脑水肿等疾病。肺泡器官芯片可用于高原肺水肿疾病建模，进而研究低氧条件下疾病发生发展机制、候选药物敏感性和有效性等关键问题。然而，目前市面上通用的肺泡器官芯片其气体通道仅有一个入口，若需要模拟不同氧气或其他气体浓度的条件，则需要在入口上游完成气体的制备，十分不便；亦无法在具有多个分组的生物学实验中一次性得到多组结果。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术提供一种基于多通道可调节气体浓度的肺泡器官芯片及其制备方法，该芯片加入多个气体通道，多通道的气体浓度之间满足不同浓度的要求，该芯片具有高通量的特性，可以用于需要进行多个分组的生物学实验中，并一次性得到多组结果。
2、为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
3、一种基于多通道可调节气体浓度的肺泡器官芯片，包括：上层芯片层，所述上层芯片层包括第一组气体通道和第二组气体通道，所述第一组气体通道包括若干间隔平行布置在
4、所述第二分支气体通道与若干所述第一分支气体通道相交、相通且存在交汇区。
5、所述的肺泡器官芯片，优选地，每个所述第二分支气体通道与若干所述第一分支气体通道之间的夹角均为θ，0°<θ≤90°。
6、所述的肺泡器官芯片，优选地，每个所述第二分支气体通道与若干所述第一分支气体通道之间的夹角θ为90°。
7、所述的肺泡器官芯片，优选地，若所述第二分支气体通道入口处通入100%的气体b，第一条所述第一分支气体通道入口处通入100%的气体a，那么第一条所述第一分支气体通道出口处气体a的比例如下式：
8、
9、式中，为第一条所述第一分支气体通道出口处气体a的比例，为气体a在第一条所述第一分支气体通道出口处的质量流率，为气体b在第一条所述第一分支气体通道出口处的质量流率，和为气体速度和质量流率之间的换算系数，和为惯性系数，分别是与气体a、b物理性质相关的量，、为系数，其数值与分子之间的碰撞参数有关，为气体a在第一条所述第一分支气体通道入口处的流速，气体b在所述第二分支气体通道入口处的流速。
10、所述的肺泡器官芯片，优选地，若所述第二分支气体通道入口处通入100%的气体b，第一条所述第一分支气体通道入口处通入100%的气体a，那么第一条所述第一分支气体通道出口处气体b的比例如下式：
11、
12、式中，为第一条所述第一分支气体通道出口处气体b的比例。
13、所述的肺泡器官芯片，优选地，所述第二组气体通道内位于第一条所述第一分支气体通道和第二条所述第一分支气体通道之间区域的气体a的比例如下式：
14、
15、式中，为该区域气体a的比例，为气体a在该区域的质量流率，为气体b在该区域的质量流率。
16、所述的肺泡器官芯片，优选地，所述第二组气体通道内位于第一条所述第一分支气体通道和第二条所述第一分支气体通道之间区域的气体b的比例如下式：
17、
18、式中，为该区域气体b的比例。
19、本专利技术第二方面提供一种上述肺泡器官芯片的制备方法，包括以下步骤：
20、通过光刻技术或机械加工技术得到所述上层芯片层的模具，采用pdms预聚体混合物浇注在所述上层芯片层的模具上，形成所述上层芯片层。
21、本专利技术第三方面提供一种上述肺泡器官芯片在可调节气体浓度中应用。
22、本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
23、1、本专利技术通过相互正交的两组气体通道来实现气体不同浓度的生成，操作方便快捷。
24、2、本专利技术目的是在肺泡器官芯片中方便快捷地实现多组可调节气体浓度的生成，尤其适用于高原医学研究中可调节气体浓度的人肺泡器官芯片。
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1.一种基于多通道可调节气体浓度的肺泡器官芯片，其特征在于，包括：上层芯片层（1），所述上层芯片层（1）包括第一组气体通道（2）和第二组气体通道（3），所述第一组气体通道（2）包括若干间隔平行布置在所述上层芯片层（1）上的第一分支气体通道（201），所述第二组气体通道（3）包括布置在所述上层芯片层（1）上的一条第二分支气体通道（301）；
2.根据权利要求1所述的肺泡器官芯片，其特征在于，每个所述第二分支气体通道（301）与若干所述第一分支气体通道（201）之间的夹角均为θ，0°<θ≤90°。
3.根据权利要求1所述的肺泡器官芯片，其特征在于，每个所述第二分支气体通道（301）与若干所述第一分支气体通道（201）之间的夹角θ为90°。
4.根据权利要求3所述的肺泡器官芯片，其特征在于，若所述第二分支气体通道（301）入口处通入100%的气体B，第一条所述第一分支气体通道（201）入口处通入100%的气体A，那么第一条所述第一分支气体通道（201）出口处气体A的比例如下式：
5.根据权利要求4所述的肺泡器官芯片，其特征在于，若所
6.根据权利要求5所述的肺泡器官芯片，其特征在于，所述第二组气体通道（3）内位于第一条所述第一分支气体通道（201）和第二条所述第一分支气体通道（201）之间区域的气体A的比例如下式：
7.根据权利要求6所述的肺泡器官芯片，其特征在于，所述第二组气体通道（3）内位于第一条所述第一分支气体通道（201）和第二条所述第一分支气体通道（201）之间区域的气体B的比例如下式：
8.一种根据权利要求1至7任意一项所述的肺泡器官芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.一种根据权利要求1至7任意一项所述的肺泡器官芯片在可调节气体浓度中应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于多通道可调节气体浓度的肺泡器官芯片，其特征在于，包括：上层芯片层（1），所述上层芯片层（1）包括第一组气体通道（2）和第二组气体通道（3），所述第一组气体通道（2）包括若干间隔平行布置在所述上层芯片层（1）上的第一分支气体通道（201），所述第二组气体通道（3）包括布置在所述上层芯片层（1）上的一条第二分支气体通道（301）；
2.根据权利要求1所述的肺泡器官芯片，其特征在于，每个所述第二分支气体通道（301）与若干所述第一分支气体通道（201）之间的夹角均为θ，0°<θ≤90°。
3.根据权利要求1所述的肺泡器官芯片，其特征在于，每个所述第二分支气体通道（301）与若干所述第一分支气体通道（201）之间的夹角θ为90°。
4.根据权利要求3所述的肺泡器官芯片，其特征在于，若所述第二分支气体通道（301）入口处通入100%的气体b，第一条所述第一分支气体通道（201）入口处通入100%的气体a，那么第一条所述第一分支气体...
【专利技术属性】
技术研发人员：高月，郝斐然，王宇光，江紫瑜，李茂星，沈歆，周维，刘献，肖成荣，杨春启，崔嘉露，吴香军，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院军事医学研究院，
类型：发明
国别省市：
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