【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医学，尤其涉及一种食管癌类器官3d自动化药敏筛选系统。
技术介绍
1、食管癌是常见的消化道肿瘤，以食道鳞状细胞癌(esophageal squamous cellcarcinoma，escc)为主，占食管癌90％以上。90％食管癌患者初治时即处于中晚期，即使采取手术、放化疗等多种治疗手段，其预后仍然很差，总体5年生存率不足20％。随着医疗科技的进步，食管癌的发病机制研究在基因组水平已获得了长足进展，多种靶向治疗药物应用于临床。这种针对食管癌患者个体基因、环境和生活方式的特异性而制定个性化的精准预防、精准诊断以及精准治疗方案，给食管癌患者的生存带来了巨大的获益，但是迄今为止还没有很好的临床精准治疗与疗效监测技术。
2、类器官一词最早于出现在皮样囊肿的研究中，1977年rheinwald等首次利用人工培养的人类干细胞成功进行了3d组织结构重组，将类器官研究推向热潮。类器官是由体外培养的干细胞分化而来的后裔细胞所形成的具有一定空间结构的三维细胞复合体，具有与来源器官相似的结构特征和功能特性,同时能够在体外3d培养体系中稳定扩增。近年来，更多组织类器官构建获得突破，如今已经能成功构建肝脏、胰腺、胃、乳腺、肺等多种正常或肿瘤组织的类器官模型。以往传统2d培养的肿瘤组织异种移植模型的构建成功率差异较大，传至3-5代后即失去源肿瘤组织的生长特性，而3d培养的肿瘤类器官模型构建成功率高达80％-90％，同时构建成本低，获取患者来源的肿瘤组织配以适宜的环境即可培育完全，通常仅需1-2周就能完成肿瘤类器官模型的构建。类
3、此外，近几年还发展了另一种能够模拟人体特定器官或肿瘤的复杂微结构微环境和生理功能的前沿科学技术，被称为“器官芯片”(也称为微生理系统)，也是生物技术中极具特色且富有活力的新兴领域，对人类健康和生物产业发展具有重要战略意义。领域代表性的进展是2010年哈佛大学的ingber课题组首先在science上发表肺芯片的论文，该芯片可模拟肺的“呼吸”过程，更接近人的在体环境。这种微型细胞培养系统是基于微机电加工技术、微流控技术和生物仿生学原理发展起来的。通过仿生设计和微精细加工模拟出人体器官的特定功能单元的生理微结构和机械、化学、电学等生理微环境，并在微流体芯片内部构建器官相关的疾病模型，从而更好地预测药物的药理活性或生物毒性，并深入了解药物代谢行为。
4、类器官属于三维(3d)细胞培养物，包含其代表器官的一些关键特性，此类体外培养系统包括一个自我更新干细胞群，可分化为多个器官特异性的细胞类型，与对应的器官拥有类似的空间组织并能够重现对应器官的部分功能，从而提供一个高度生理相关系统。而器官芯片即模拟整个器官和器官系统活动、力学特征和生理反应等的多通道3d微流体细胞培养芯片。器官芯片以微流控芯片为平台，旨在通过生物工程学等手段在体外最大程度模拟人体内部微环境。将器官芯片技术与类器官相结合形成“类器官芯片”技术被视作是类器官的下一代技术，两种技术的结合取长补短，互相补充，使其成为更易用且更具预测性的临床前试验模型，通过来源于病人的组织样本作为类器官，类器官可以创建特异性疾病模型，实现精准医疗。同时类器官芯片还可以通过高通量分析筛选体外条件优化的类器官而实现个体化精准医学和再生医学的发展，为此science期刊还在2019年进行了专门特刊报道。
5、类器官芯片可以认为在芯片实验室基础上进行的类器官培养，首先在芯片上构建细胞所需的刚度等物理微环境，采用微纳加工技术形成微结构用于细胞的生长和培养，同时施加相应的外界刺激构建类器官模型，随后通过微流体通道为微器官提供营养、氧气和生长因子，可实现对细胞的长时间培养(最长可达2-3周)，通过微流道还可以将药物加入培养基进行药物筛选，所以类器官芯片兼有芯片实验室和类器官的的特点，包括：①高通量的筛选：器官芯片采用微纳加工的方法在芯片上实现样品阵列的排布,通常一个芯片上可包含几千个甚至上万个样品,可同时得到多组检测数据,相比传统的方法省时省力；②易于形成浓度梯度：通过设计器官芯片上的微流道可实现液体组分的不同配比,如“圣诞树”形微流道可实现浓度在不同流道的逐渐变化,形成浓度梯度对筛选药物具有重要的作用；③模拟体内的物理环境，包括基质刚度调节，加工电极对细胞进行电刺激等；④结果易于数字化处理：器官芯片可将待检测信号转化为电信号或光信号,便于数字化采集及后续处理。pdms作为材料，具有价格低廉，易于操作，具有透气性(确保向细胞供应氧气)和透明的特性-成像等优势。
6、目前，包括食管癌等多种实体瘤类器官模型在我国尚处于起步阶段，面临现有常规类器官培养技术的限制，包括：类器官培养操作复杂，类器官培养初始细胞样本量大、基质胶用量大以及难以实现高通量等一系列问题，如何克服上述技术困难，并在此基础上实现高通量自动化药敏筛选，是现阶段亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种食管癌类器官3d自动化药敏筛选系统，应用微流控器官芯片技术和类器官技术建立一种新型食管癌类器官3d自动化药敏筛选系统。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种食管癌类器官3d自动化药敏筛选系统，所述系统由食管癌类器官微流控芯片和自动化药敏筛选辅助装置组成。
4、优选的，所述食管癌类器官微流控芯片包括微流控芯片流体层和微流控芯片微孔阵列培养层。
5、优选的，所述微流控芯片流体层具有微通道结构，所述微流控芯片微孔阵列培养层用于食管癌类器官的培养。
6、优选的，所述微流控芯片流体层的制备步骤包括如下步骤：
7、(1)制作掩膜板；
8、(2)制作su-8硅片阳模；
9、(3)制作具有微通道结构的pdms流体层。
10、优选的，所述微流控芯片微孔阵列培养层的制备步骤包括：
11、(1)制作掩膜板；
12、(2)制作az正胶硅片阳膜；
13、(3)制作pdms微孔阵列培养层。
14、优选的，所述食管癌类器官的培养步骤包括：
15、(1)将新鲜食管癌组织消化成单细胞悬液；
16、(2)于所述单细胞悬液中加入基质胶，得到细胞-胶混合液；
17、(3)将细胞-胶混合液滴加到所述微流控芯片微孔阵列培养层进行培养；
18、(4)培养结束，将细胞解离试剂加入到微孔阵列培养层，收集解离下来的食管癌类器官团块；
19、(5)将所述食管癌类器官团块清洗后进行传代培养。
20、本专利技术提供的食管癌类器官3d自动化药敏筛选本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种食管癌类器官3D自动化药敏筛选系统，其特征在于，所述系统由食管癌类器官微流控芯片和自动化药敏筛选辅助装置组成。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述食管癌类器官微流控芯片包括微流控芯片流体层和微流控芯片微孔阵列培养层。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述微流控芯片流体层具有微通道结构，所述微流控芯片微孔阵列培养层用于食管癌类器官的培养。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述微流控芯片流体层的制备步骤包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述微流控芯片微孔阵列培养层的制备步骤包括：
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述食管癌类器官的培养步骤包括：
【技术特征摘要】
1.一种食管癌类器官3d自动化药敏筛选系统，其特征在于，所述系统由食管癌类器官微流控芯片和自动化药敏筛选辅助装置组成。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述食管癌类器官微流控芯片包括微流控芯片流体层和微流控芯片微孔阵列培养层。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述微流控芯片流体层具有微通道结构，...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋世烨，杨翊柠，俞军，朱明，李金田，俞奕萱，
申请(专利权)人：江苏省肿瘤医院，
类型：发明
国别省市：
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