【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上属于微流体装置的领域。本公开总体上涉及用于模拟器官功能的微流体装置，诸如器官芯片(ooc)装置或肠道芯片(guc)装置。
技术介绍
1、动物模型通常用于研究人类疾病和治疗。然而，这些模型通常在其模拟人类病况的能力方面受到限制，特别是在分子和/或细胞层面上。根据关于科学目的的动物使用的2019年度欧洲联盟(eu)报告，仅在eu在2017年度就有958万只动物用于研究和测试。对于美国(u.s.)，这些数可能几乎高一个数量级。eu在接下来的30年内要求禁止动物测试。
2、器官芯片(ooc)装置是动物研究的现实替代方案，其已经由eu以及美国食品和药物管理局(fda)调查，这是因为ooc装置可以复制人类组织或甚至器官功能，例如用于口服药物摄入或甚至微生物组研究的肠。尽管动物模型已经用于分析宿主-微生物组相互作用及其对病理生理学的贡献，但没有体外系统能用于验证在厌氧条件下用复杂人类微生物组培养的人类细胞中的这些相互作用。因此，非常需要可以维持与活的人体组织接触的人类需氧、兼性厌氧和厌氧微生物群的复杂群体的实验模型以分析动态的和生理上相关的人类宿主-微生物组相互作用。
3、当前的ooc装置没有产生完全代表性的模型系统。作为材料选择的结果，当前装置可能遭受通过材料的小分子吸收、高的氧扩散和/或水蒸气扩散，这可能导致非生理上代表性的溶解气体浓度。
技术实现思路
1、因此，需要一种微流体装置，其减轻、缓解或解决现有缺点，并且提供一种提供更具代表性的人类器官模型的微流
2、公开了一种用于模拟器官功能的微流体装置。微流体装置包括顶板、底板和膜。顶板包括配置在顶板的第一表面上的顶部通道。底板包括配置在底板的第一表面上的底部通道，其中顶部通道在顶部通道的整个长度上与底部通道重叠，诸如沿着顶部通道和/或底部通道的整个长度平行于底部通道。在一个或多个示例微流体装置中，顶部通道和底部通道可以是彼此平行延伸的直通道。
3、顶板的第一表面和底板的第一表面彼此面对。膜配置在顶板和底板之间，使得顶部通道和底部通道被膜分开。顶板包括与顶部通道流体连通的顶部通道入口端口。顶板包括均与底部通道流体连通的第一底部通道入口端口和第二底部通道入口端口，其中第二底部通道入口端口配置为比第一底部通道入口端口远离底部通道的纵向中心。
4、本公开的优点在于，微流体装置通过提供用于底部通道的细胞播种的专用底部入口端口来减小顶部通道和底部通道之间的不重叠区域。通过为底部通道提供用于细胞播种的专用底部通道入口端口(诸如细胞播种端口)，并且将专用底部通道入口端口靠近(诸如邻近)顶部通道入口端口放置，可以减小底部通道入口的长度。因此，细胞屏障(barrier)可以主要形成在顶部通道和底部通道之间的膜上，在该处，细胞可能在膜的两侧增殖并且形成诸如小肠绒毛层的融合组织细胞层(其可以模拟器官组织)。通过减小将底部通道入口端口连接到底部通道的通道的长度，可以减少在先前的微流体装置中将浪费在底部通道的不与顶部通道重叠的部分中的细胞的数量。在先前的微流体装置中，细胞通常通过用于细胞播种和流体流两者的共同的入口端口播种，该入口端口配置为与底部通道的纵向轴线成一定角度(诸如不垂直于底部通道的纵向轴线)，从而产生过长的入口通道，在该入口通道中，一些细胞将在它们到达膜之前被粘住。通过增加顶部通道和底部通道之间的重叠百分比，更多研究的信号(诸如各种研究的蛋白质表达水平)来自在相关条件下(诸如在微流体装置的具有经由膜接触的上皮和内皮细胞并且随后经历生物屏障特性的区域中)被播种的细胞。生物屏障特性包括但不限于调节离子、溶质、其它细胞、分子和细胞颗粒(诸如细胞外囊泡)在两个生物室之间(诸如在内皮环境和上皮环境之间)的通过。这些生物屏障功能对于器官的组织和多细胞生物体整体的开发和维护是重要的。
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1.一种用于模拟器官功能的微流体装置(1)，所述微流体装置包括顶板(2)、底板(3)和膜(4)，
2.根据权利要求1所述的微流体装置(1)，其中所述顶板(2)包括与所述顶部通道(21)流体连通的顶部通道出口端口(25)。
3.根据权利要求1或2所述的微流体装置(1)，其中所述顶板(2)包括与所述底部通道(31)流体连通的第一底部通道出口端口(26A)。
4.根据权利要求3所述的微流体装置(1)，其中所述顶板(2)包括与所述底部通道(31)流体连通的第二底部通道出口端口(26A)，其中所述第二底部通道出口端口(26B)配置为比所述第一底部通道出口端口(26A)远离所述底部通道(31)的所述纵向中心。
5.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶部通道入口端口(23)、所述第一底部通道入口端口(24A)、所述第二底部通道入口端口(24B)、所述顶部通道出口端口(25)、所述第一底部通道出口端口(26A)和/或所述第二底部通道出口端口(26B)垂直于所述顶板(2)的所述第二表面(28)配置。
6.根据前述权利
7.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶板(2)包括用于接收用于监测所述顶部通道(21)的传感器的顶部通道传感器端口(27B)。
8.根据权利要求6和7所述的微流体装置(1)，其中所述顶部通道传感器端口(27B)和/或所述底部传感器端口(27A)包括从所述顶板(2)的第二表面(28)突出的凸起部(24)，其中所述顶部传感器端口比所述底部传感器端口从所述第二表面突出得远。
9.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶部通道(21)和所述底部通道(31)分别在所述顶板(2)和所述底板(3)的纵向方向上延伸。
10.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶板(2)和/或所述底板(3)由环烯烃共聚物COC、聚苯乙烯PS和聚碳酸酯PC中的一者或多者制成。
11.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶板(2)和/或所述底板(3)是注射成型的。
12.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述膜(4)由环烯烃共聚物COC、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和聚碳酸酯PC中的一者或多者制成。
13.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶板(2)和/或所述底板(3)和/或所述膜(4)使用超声波熔接接合在一起。
14.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶部通道(21)的高度在0.2mm至2mm的范围内。
15.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述底部通道(31)的高度在0.1mm至0.5mm的范围内。
16.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶部通道(21)和/或所述底部通道(31)的宽度在0.25mm至2mm的范围内。
17.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶部通道(21)和/或所述底部通道(31)的长度是4.5mm的多倍。
18.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述第一底部通道入口端口(24A)、所述第二底部通道入口端口(24B)和/或所述顶部通道入口端口(23)配置为彼此距离4.5mm的多倍。
19.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶板(2)包括多个顶部通道(21)，并且所述底板(3)包括多个底部通道(31)。
20.根据权利要求19所述的微流体装置(1)，其中所述多个顶部通道(21)和所述多个底部通道(31)彼此平行配置。
21.根据权利要求19或20所述的微流体装置(1)，其中所述微流体装置(1)包括用于将所述多个顶部通道(21)和/或底部通道(31)互连的连接器(6)。
22.根据权利要求21所述的微流体装置(1)，其中所述连接器(6)包括传感器端口(64)，所述传感器端口(64)用于接收用于测量通过所述连接器(6)的流的传感器。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述多个顶部通道(21)和/或底部通道(31)具有不同的高度、长度和/或宽度。
24.根据权利要求19至22中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述多个顶部通道(21)和/或底部通道(3...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于模拟器官功能的微流体装置(1)，所述微流体装置包括顶板(2)、底板(3)和膜(4)，
2.根据权利要求1所述的微流体装置(1)，其中所述顶板(2)包括与所述顶部通道(21)流体连通的顶部通道出口端口(25)。
3.根据权利要求1或2所述的微流体装置(1)，其中所述顶板(2)包括与所述底部通道(31)流体连通的第一底部通道出口端口(26a)。
4.根据权利要求3所述的微流体装置(1)，其中所述顶板(2)包括与所述底部通道(31)流体连通的第二底部通道出口端口(26a)，其中所述第二底部通道出口端口(26b)配置为比所述第一底部通道出口端口(26a)远离所述底部通道(31)的所述纵向中心。
5.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶部通道入口端口(23)、所述第一底部通道入口端口(24a)、所述第二底部通道入口端口(24b)、所述顶部通道出口端口(25)、所述第一底部通道出口端口(26a)和/或所述第二底部通道出口端口(26b)垂直于所述顶板(2)的所述第二表面(28)配置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶板(2)包括用于接收用于监测所述底部通道(31)的传感器的底部通道传感器端口(27a)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶板(2)包括用于接收用于监测所述顶部通道(21)的传感器的顶部通道传感器端口(27b)。
8.根据权利要求6和7所述的微流体装置(1)，其中所述顶部通道传感器端口(27b)和/或所述底部传感器端口(27a)包括从所述顶板(2)的第二表面(28)突出的凸起部(24)，其中所述顶部传感器端口比所述底部传感器端口从所述第二表面突出得远。
9.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶部通道(21)和所述底部通道(31)分别在所述顶板(2)和所述底板(3)的纵向方向上延伸。
10.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶板(2)和/或所述底板(3)由环烯烃共聚物coc、聚苯乙烯ps和聚碳酸酯pc中的一者或多者制成。
11.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶板(2)和/或所述底板(3)是注射成型的。
12.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述膜(4)由环烯烃共聚物coc、聚对苯二甲酸乙二醇酯pet和聚碳酸酯pc中的一者或多者制成。
13.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶板(2)和/或所述底板(3)和/或所述膜(4)使用超声波熔接接合在一起。
14.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶部通道(21)的高度在0.2mm至2mm的范围内。
15.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述底部通道(31)的高度在0.1mm至0.5mm的范围内。
16.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置(1)，其中所述顶部通道(21)和/或所述底部通...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·莫泽乐维斯基斯，A·阿博尔斯，R·瑞玛，
申请(专利权)人：拉脱维亚大学固体物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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