细胞联合培养的培养芯片及药物筛选装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种细胞联合培养的培养芯片，包括相互对合以形成腔室结构的第一芯板和第二芯板。第一芯板和第二芯板上分别设有相互对应并且相对于对合面凹陷的极性培养槽和非极性培养槽。所述极性培养槽包括主通道和沿主通道两侧分布的槽腔。主通道包括分别从该主通道的两末端延伸出交错布置的各个第一接驳口。任一非极性培养槽延伸出第二接驳口。培养芯片还包括从任一第一接驳口引出与至少一个非极性培养槽连通的腔间通道。本发明专利技术提供一种药物筛选装置，包括细胞联合培养的细胞培养芯片、浓度控制芯片及连通两者的导管和微量注射泵。本发明专利技术提供的培养芯片能体外模拟体内细胞之间的联系和影响；药物筛选装置能在浓度梯度下模拟细胞之间的联系和影响。

Cell co culture culture chip and drug screening device

The invention provides a culture chip for cell co culture, including a first core plate and a second core plate which are mutually matched to form a chamber structure. The first core plate and the second core board are respectively provided with an polar culture groove and a non-polar culture trough corresponding to each other and relative to the opposite side sunken. The polar culture trough includes a main channel and a slot cavity distributed along the two sides of the main channel. The main channel consists of each of the first interlocking ports extending from the two end of the main channel, respectively. Any nonpolar culture trough extends the second connection. The culture chip also includes an interspace channel connected to at least one non polar culture trough from any first connection port. The invention provides a drug screening device, comprising a cell culture chip combined with cell culture, a concentration control chip, a conduit connected with both cells and a micro injection pump. The culture chip provided by the invention can simulate the relationship and influence between cells in vivo, and the drug screening device can simulate the relationship and influence between cells under the concentration gradient.

【技术实现步骤摘要】
细胞联合培养的培养芯片及药物筛选装置
本专利技术涉及细胞培养以及药物研发
，尤其涉及一种细胞联合培养的培养芯片及药物筛选装置。
技术介绍
随着生物医药技术的蓬勃发展，在药物研发的初期都不可避免地使用细胞进行生理活动的研究和毒理学测试。如何模拟人体或其他生物体内系统之间、器官之间的相互作用，使体外的细胞培养能够尽可能地模拟体内的自然生理状态是药物研发、测试中的核心问题。现有技术一般采用细胞混合培养，即将不同器官、组织等的细胞置于同一培养器皿中进行培养，以观察和检测细胞之间的相互作用，模拟生物体内的自然生理状态。但是，细胞一旦脱离组织、器官等有组织调控的系统后，将转化为相对独立的个体，不同种细胞之间将会出现接触抑制、处于原有生物体内的正常生理状态无法恢复或受到限制，代谢产物相互影响等不利情况。混合培养的技术手段还会出现药物直接作用于不同的细胞而不能模拟体内有一定次序的代谢过程、所产生的代谢产物相互影响等情况，使研究两种以上细胞的相互作用或者模拟药物对两种以上细胞在体内的代谢过程和产物等研究目的不能实现。本专利技术基于上述技术问题以及现有技术的缺陷，有针对性地提出涉及细胞联合培养的培养芯片，还提出了能够模拟体内代谢过程的药物筛选装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能实现细胞联合培养的培养芯片，还在于提供一种能够模拟体内药物代谢的药物筛选装置。为实现该目的，本专利技术采用如下技术方案：一种细胞联合培养的培养芯片，包括相互对合以形成腔室结构的第一芯板和第二芯板。所述第一芯板和第二芯板上分别设有相互对应并且相对于对合面凹陷的极性培养槽和非极性培养槽。所述极性培养槽包括主通道和沿所述主通道两侧分布的槽腔。所述主通道还包括分别从该主通道的两个末端延伸出的第一接驳口，各个所述第一接驳口交错布置。任一所述非极性培养槽延伸出第二接驳口。所述培养芯片还包括从任一所述第一接驳口引出与至少一个所述非极性培养槽连通的腔间通道。优选地，所述极性培养槽的槽底向所述对合面设置凸起的定位结构。所述第一芯板的极性培养槽和第二芯板的极性培养槽之间以所述定位结构夹持承托结构。更优选地，所述承托结构由第一半透膜制成。进一步优选地，所述第一半透膜的孔径为8μm。更优选地，所述第一芯板的极性培养槽和第二芯板的极性培养槽基于所述对合面镜像对称。位于所述主通道同一末端方向的且不属于同一个芯板的两个所述第一接驳口交错布置。进一步优选地，所述第一接驳口分别与所述主通道轴线形成夹角。更进一步优选地，所述夹角为锐角，角度为30°。更优选地，所述定位结构沿所述主通道两侧设置。进一步优选地，所述定位结构延伸至靠近两端的所述第一接驳口。优选地，所述腔间通道包括设置在所述第一芯板的前通道和设置在第二芯板上的后通道，所述前通道和后通道在交接处相互嵌套以进行接驳。更优选地，所述前通道和后通道在交接处以第二半透膜分隔，所述第二半透膜的孔径为500μm。进一步优选地，所述交接处靠近所述对合面。优选地，所述第一芯板的非极性培养槽和第二芯板的非极性培养槽基于所述对合面镜像对称。优选地，所述培养芯片采用3D打印技术、灌注揭模技术、光刻技术的至少一项制造而成。优选地，所述培养芯片采用单晶硅、无定形硅、玻璃、石英、有机高分子聚合物的至少一种制成。更优选地，所述培养芯片的采用聚二甲基硅氧烷制成。一种药物筛选装置，包括细胞培养芯片、浓度控制芯片以及连通所述细胞培养芯片和浓度控制芯片的导管和微量注射泵，其中，所述细胞培养芯片采用上述任意一项所述的细胞联合培养的培养芯片。优选地，所述浓度控制芯片包括第一进样口、第二进样口和分别由所述第一进样口和第二进样口引出的多级分流层，每级所述分流层包括以分流入口与上一级分流层连通的混合通道，以及以分流出口由所述混合通道引出的缓冲通道，所述缓冲通道与下一级的分流层的混合通道的分流入口连通。更优选地，同一个所述混合通道上的分流入口和分流出口交错设置。更优选地，同一个所述混合通道上的分流入口和分流出口等间距分布。更优选地，同一个所述混合通道上分流入口比分流出口少一个。更优选地，所述混合通道和缓冲通道的横截面直径相同。进一步优选地，所述横截面直径为400μm。更优选地，所述缓冲通道的形状为回折型、直线型、曲线型、之字型的任意一种。更优选地，所述浓度控制芯片采用3D打印技术、灌注揭模技术、光刻技术的至少一项制造而成。和/或所述浓度控制芯片采用单晶硅、无定形硅、玻璃、石英、有机高分子聚合物的至少一种制成。进一步优选地，所述浓度控制芯片的采用聚二甲基硅氧烷制成。更优选地，所述细胞培养芯片的数量与所述浓度控制芯片最后一级分流层的分流出口的数量相同。优选地，所述药物筛选装置还包括与所述细胞培养芯片连通的细胞悬液灌入器。上述任意一项的所述药物筛选装置，在模拟口服药物代谢的研究中的应用。上述任意一项的所述药物筛选装置，在两种及两种以上的细胞联合培养的研究中的应用。与现有技术相比，本专利技术至少具有如下优点：1.本专利技术所涉及的所述培养芯片，能够在体外模拟生物体内细胞、组织、器官的分布与代谢，在体外模拟生物体内细胞、组织、器官、环境之间的正常物质交换和相互作用；2.本专利技术所涉及所述培养芯片，能够在细胞、组织、器官、环境之间存在物质交换的前提下，模拟不同功能的组织与器官之间的联系和影响，特别是有次序关系的联系和影响；3.本专利技术所涉及所述培养芯片，能够用于研究不同的组织、器官、系统的细胞之间的代谢关系和经过细胞代谢后的产物；4.本专利技术所涉及所述培养芯片，一方面能够利用极性培养室的结构使细胞产生的代谢产物能自由离开所述极性培养室而细胞将停留在所述极性培养室中；另一方面，所述极性培养室有利于辅助具有极性的细胞(如肠细胞)的极性恢复，使细胞生长代谢的情况更接近体内状态；5.本专利技术所涉及的所述药物筛选装置，能够同时研究与检测多个不同浓度的药物分别作用于所述培养芯片中细胞的生理作用和毒理作用；6.本专利技术所涉及的所述药物筛选装置，能够模拟体内实际细胞的分布与代谢，药物靶向影响特定细胞以形成一定方向的代谢，研究不同组织、器官、系统的细胞对于药物的响应；7.本专利技术所涉及的所述药物筛选装置，能够模拟包括但不限于口服药物代谢的吸收和/或代谢途径；8.本专利技术所涉及的所述药物筛选装置，能够节约实验资源，更高速高效地开展不同浓度、不同细胞组合的实验，有效推进实验进度。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术一种细胞联合培养的培养芯片的结构示意图；图2为图1所示本专利技术一种细胞联合培养的培养芯片覆膜后的结构示意图；图3为图1所示本专利技术一种细胞联合培养的培养芯片的第一芯板结构示意图；图4为图1所示本专利技术一种细胞联合培养的培养芯片的第二芯板结构示意图；图5为图1所示本专利技术一种细胞联合培养的培养芯片的极性培养槽的剖视图；图6本专利技术一种药物筛选装置的浓度控制芯片的结构示意图；图7为图6所示本专利技术一种药物筛选装置的浓度控制芯片的A处局部放大图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细胞联合培养的培养芯片，其特征在于：所述培养芯片包括相互对合以形成腔室结构的第一芯板和第二芯板；所述第一芯板和第二芯板上分别设有相互对应并且相对于对合面凹陷的极性培养槽和非极性培养槽；所述极性培养槽包括主通道和沿所述主通道两侧分布的槽腔；所述主通道还包括分别从该主通道的两个末端延伸出的第一接驳口，各个所述第一接驳口交错布置；任一所述非极性培养槽延伸出第二接驳口；所述培养芯片还包括从任一所述第一接驳口引出与至少一个所述非极性培养槽连通的腔间通道。

【技术特征摘要】
1.一种细胞联合培养的培养芯片，其特征在于：所述培养芯片包括相互对合以形成腔室结构的第一芯板和第二芯板；所述第一芯板和第二芯板上分别设有相互对应并且相对于对合面凹陷的极性培养槽和非极性培养槽；所述极性培养槽包括主通道和沿所述主通道两侧分布的槽腔；所述主通道还包括分别从该主通道的两个末端延伸出的第一接驳口，各个所述第一接驳口交错布置；任一所述非极性培养槽延伸出第二接驳口；所述培养芯片还包括从任一所述第一接驳口引出与至少一个所述非极性培养槽连通的腔间通道。2.如权利要求1所述的培养芯片，其特征在于：所述极性培养槽的槽底向所述对合面设置凸起的定位结构；所述第一芯板的极性培养槽和第二芯板的极性培养槽之间以所述定位结构夹持承托结构。3.如权利要求2所述的培养芯片，其特征在于：所述承托结构由第一半透膜制成。4.如权利要求3所述的培养芯片，其特征在于：所述第一半透膜的孔径为8μm。5.如权利要求2所述的培养芯片，其特征在于：所述第一芯板的极性培养槽和第二芯板的极性培养槽基于所述对合面镜像对称；位于所述主通道同一末端方向的且不属于同一个芯板的两个所述第一接驳口交错布置。6.如权利要求5所述的培养芯片，其特征在于：所述第一接驳口分别与所述主通道轴线形成夹角。7.如权利要求6所述的培养芯片，其特征在于：所述夹角为锐角，角度为30°。8.如权利要求2所述的培养芯片，其特征在于：所述定位结构沿所述主通道两侧设置。9.如权利要求8所述的培养芯片，其特征在于：所述定位结构延伸至靠近两端的所述第一接驳口。10.如权利要求1所述的培养芯片，其特征在于：所述腔间通道包括设置在所述第一芯板的前通道和设置在第二芯板上的后通道，所述前通道和后通道在交接处相互嵌套以进行接驳。11.如权利要求10所述的培养芯片，其特征在于：所述前通道和后通道在交接处以第二半透膜分隔，所述第二半透膜的孔径为500μm。12.如权利要求11所述的培养芯片，其特征在于：所述交接处靠近所述对合面。13.如权利要求1所述的培养芯片，其特征在于：所述第一芯板的非极性培养槽和第二芯板的非极性培养槽基于所述对合面镜像对称。14.如权利要求1所述的培养芯片，其特征在于：所述培养芯片采用3D打印技术、灌注揭模技术、光刻技术的至少一项制造而成。15.如权利要求1所述的培养芯片，其特征在于：所述培养芯片采用单晶硅、无定形硅、玻璃、石英、有机高分子聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭青，李海燕，高毅，李阳，黎少，梁康檐，张斌斌，
申请(专利权)人：南方医科大学珠江医院，
类型：发明
国别省市：广东,44