用于研究流道的装置制造方法及图纸

本申请提供了一种用于研究流道的装置，包括：基座；以及在基座中形成的模块，该模块包括：用于流道的主通道，该主通道具有用于加载流道的加载进口；在主通道中的培养室，用于流道的灌注和表面灌流中的至少一种；与主通道连通的至少两个固定管线，用于在沿着该流道长度的至少两个固定位置处提供该流道的固定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于研究(investigate)流道(流动管道，flow conduit)的装置。具 体地，本专利技术涉及可以适用于研究小尺寸的流道，如可灌注软材料样品或者小的可存活或 非存活生物脉管段的装置，如基于芯片的装置或芯片实验室(lab-on-a-chip)装置。
技术介绍
高血压是一种达到流行比例的致死性病症。高血压的全球负担预期增加60%，即 从 2000 年的 26. 4% (9. 72 亿人)增加到 2025 年的 29. 2% (15. 6 亿人) 尽管传统上认为高血压为老年性疾病，但是在 加速其发作和严重化的多种遗传和生活方式因素的影响下，现在在年轻人中也很常见。高 血压是许多疾病的主要风险因子，包括心脏病、中风和肾衰竭。由于目前我们对高血压的理 解仍然不涵盖其固有复杂性，所以绝大多数高血压患者都是根据症状进行治疗，而不是根 据病因进行治疗。应该推进对于高血压的认识以便改善这种情形。有一种正在提高的共识 在于，高血压主要与主要源于血管树末端部中的小阻力动脉而升高的外周血管阻力相关。关于血管结构和功能的现有认识主要来源于利用更易于进入的大的无阻力动脉 的实验。遗憾的是，在大管道和小阻力动脉之间以及在来自不同血管床的阻力血管之间存 在着功能性差异。研究小阻力血管，很大程度上是由于通过实验处理它们需要大量技术技 能。由于更好地理解调节阻力血管结构和功能的机制是改善治疗高血压策略的关键，所以 需要便于处理阻力动脉的技术。在利用这样的小动脉尝试进行其他研究时，例如在研究对 其他刺激(如药物)的结构反应中也遇到类似的挑战。这些挑战也存在于其他类似的流道 (如在肺、胰腺和其他器官中发现的小管)的研究中。目前的方法和过程利用基于细胞的筛选、遗传分析和药理学工具并结合动物模型 以鉴别、测试和评估潜在药物产品的安全性和效力。因此，该过程相对较长并且在进行人体 试验之前仅有约千分之一的临床前鉴别获得成功。目前的方法经常是费时的，需要管理和对于研究人员进行培训，并且经常导致可 用于研究的血管的百分比较低。对于研究这些小流道提供有效且标准化的方法仍然是个挑 战。可应用于其他生物学流道、以及人工或工程化流道对于这些难题的解决方案将是有用 的。
技术实现思路
人们期望提供一种解决上述挑战中的至少一些的能够用于研究流道的装置。如果 这样的技术能够成规模(根据比例改变大小，scalable)将是期望的。还期望一种用于监 测这些流道对于治疗的反应，例如它们对于药物化合物的反应的方法和装置。本专利技术描述了一种用于研究流道的装置。该装置使得流道，包括小的可存活或非 存活生物学管道(例如阻力动脉)能够在生理条件下被可逆地或不可逆地加载、固定和灌 注。该装置可使得人、动物和植物来源的流道或人工管道在芯片或微装置，例如微流体芯片或芯片实验室装置上进行固定和灌注。该装置可以提供对于流道的功能分析和器官培养相 对优化的微环境、相对困难的管道插管(carmulation)过程的自动化、以及利用小且脆弱 的管道进行常规研究的能力。该装置可以允许流道的结构和反应(响应，response)测试，例如在治疗产品的鉴 别中。该装置可以用来测试来自动物、人、植物和其他有机体的流道。流道可以来自任何 器官，并且可以包括人工或工程化管道。流道可以包括在有机体中发现的管道，如脂小管、 工程化血管、中空纤维、动脉、小动脉、静脉、小静脉、淋巴管、肠、输精管、输卵管、胆管、支气 管、细支气管、气管、或任何其他类似的结构，以及在植物中发现的结构。该装置也可以通过 利用它们的代表性管道而使得能够在对于某些药物、疾病、病症或治疗的筛选或评估中用 于一个个体或多组个体的靶向治疗或个性化治疗。该装置可以是根据比例改变大小的和/或多路复用的(multiplexed)，可由接受 相对最低程度培训的人员来处理并且与通常用于这些研究的其他装置相比可以降低每个 实验单元的成本。通过能够实施统一处理，不管使用者的技能如何，该装置都可以促进标准 化。相反，之前开发的用于阻力动脉分离和培养的传统实验程序通常需要在显微解剖技术和专业化设备方 面接受过相对较高程度的培训的技术人员。在一些方面，提供了一种用于研究流道的装置，包括基座；以及在该基座中形成 的模块，该模块包括流道的主通道(main channel)，该主通道具有用于加载流道的加载入 口 ；用于流道的灌注和表面灌流(superfusion)中的至少一种的在主通道中的培养室；用 于在沿着流道长度的至少两个固定位置处提供流道固定的与主通道连通的至少两条固定 管线(fixation line)。在一些方面，提供了一种研究流道的方法，包括提供上述装置；将流道加载到主 通道中；将流道固定在主通道中，其中流道的至少一部分在培养室中；用生理溶液对该流 道进行灌注或表面灌流；以及随时间监测流道。所述装置可以包含多个模块(例如串联或并联布置)，并且可以另外地包括用于 溶解流道的至少一部分的溶解室(lysis chamber) 0该装置可以用于研究小血管的结构和 功能特性。另外，该装置可以用于研究血管发生和与血管有关的其他病症，以及其他生物学 流道或非生物流道。该装置可以用于个性化药剂，以及用于开发药物产品(pharmaceutical product)ο附图说明现在将参考附图，其通过本专利技术的示例性实施方式示出，并且其中图1示出了在一种用于研究流道的装置的模块的示例性实施方式中加载流道的 示意性实例；图2示出了一种用于研究流道的装置的示例性实施方式的照片；图3示出了一种用于研究加载有动脉的流道的装置的示例性实施方式的照片；图4示出了一种用于研究在动脉灌注中使用的流道的装置的示例性实施方式的 照片；图5示出了在一种用于研究流道的装置的示例性实施方式中的流道的固定的示 意性实例；图6示出了在一种用于研究流道的装置的示例性实施方式中的流道的固定的示 意性另一个实例；图7-图M示出了一种用于研究具有不同布图设计的流道的装置的示例性实施方 式；图25-图27示出了一种用于研究具有串联设计的流道的装置的示例性实施方 式；四示出了一种用于研究具有并排设计的流道的装置的示例性实施方 式；图30示出了一种用于研究具有集成光纤的流道的装置的示例性实施方式；图31示出了举例说明利用用于研究流道的装置测得的对苯肾上腺素的动脉反应 的图表；图32示出了举例说明在用于研究流道的装置中肠系膜血管的收缩的图表；以及图33示出了举例说明在用于研究流道的装置中在动脉上的比率测量值的图像和 图表。应当注意，在全部附图中，相同特征用相同的标号指明。 具体实施例方式描述了一种用于研究流道的装置。该装置可以至少提供(i)对于生物学流道的 功能分析和器官培养的相对优化微环境，(ii)其他相对困难血管插管过程的自动化，以及 (iii)常规地研究极小且脆弱的管道(如阻力动脉)的能力。通过世界范围内的实验室和 医院提供的(信息)，这些在构建基于人微循环的高血压数据库中可以是重要的要素。这种 装置可以在从微血管的数据收集中提供建立全球标准的潜在有效手段。一般而言，这种装置具有基座以及在基座中蚀刻、嵌入、模制、激光加工或其他方 式形成的模块。该模块包括流道的主通道、用于流道灌注和/或表面灌流的在本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于研究流道的装置，包括：基座；以及在所述基座中形成的模块，所述模块包括：所述流道的主通道，所述主通道具有用于加载所述流道的加载进口；所述主通道中的培养室，用于所述流道的灌注和表面灌流中的至少一种；与所述主通道连通的至少两条固定管线，用于在沿着所述流道的长度的至少两个固定位置处提供所述流道的固定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿克塞尔·京特，
申请(专利权)人：多伦多大学管理委员会，
类型：发明
国别省市：CA