A microfluidic chip based blood brain barrier system that simulates the metabolic process in the body. The microfluidic chip is mainly composed of the top layer chip, the porous filter membrane and the bottom chip. The top chip is inoculated with hepatocytes, which can simulate the liver metabolism of the drug in the body. The underlying chip is connected mainly by the left main channel and the right main channel through the collagen channel. The brain glial cell layer and the cerebral microvascular endothelial cell layer can be inoculated in the collagen interface to simulate the blood brain barrier function. The invention integrates the construction and characterization of the blood brain barrier model in vitro, and the evaluation of the drug transhepatic metabolic process in the barrier permeability, which can be used in the simulation of the blood brain barrier model in vitro and the application of drug evaluation. The invention solves the problem of two inoculation and long time consuming of the cell co culture model, adding into the flow condition, more actual environment in the combination, and significantly reducing the consumption of cells and reagents, and obtaining a number of experimental parameters at the same time.
【技术实现步骤摘要】
基于微流控芯片的模拟体内代谢过程的肝-血脑屏障体系
本专利技术涉及将微流控芯片技术应用到体内组织工程的模拟与应用领域,具体涉及一种基于微流控芯片的模拟体内代谢过程的肝-血脑屏障体系。
技术介绍
动物实验在现代医学与生物学中占据了极为重要的位置,但是经费以及动物伦理也成了难以回避的问题。结合微流控技术与生物科学技术,创造出了一种“器官芯片”,能够用微芯片复制人体器官的功能,使医学实验变得更为简便。药物进入体内之后往往会经过吸收、分布、代谢、排泄等过程。药物自体外或给药部位经过细胞组成的屏蔽膜进入血液循环,通过门静脉进入肝脏,受到肝脏内药物代谢酶的影响,药物原型或代谢物经过血液循环迅速分布在各组织。肝脏作为人体的重要代谢器官,在药物的处置中发挥重要作用。1885年德国人PaulEhrlich第一次证明了脑血管的通透性与非神经性血管不同,其后的研究者们相继认识到血和脑之间有屏障存在,并称之为血-脑屏障。血脑屏障是一个以脑微血管内皮细胞、星形胶质细胞和周细胞共同构成的结构的和功能的屏障,它调节分子进出大脑以维持神经的微环境。很多脑内的疾病都与血脑屏障的防御功能被破坏有关,药物又无法顺利通过血脑屏障。因此,建立体外血脑屏障模型,研究血脑屏障的结构和功能特性、对各种化学成分的转运能力及其损伤和防御功能被破坏的机制,对于进一步研究血脑屏障的功能原理,认识脑部感染和药物的转运机制,以及由于屏障功能失效造成的脑损伤和疾病和如何进行药物治疗有着重大意义。细胞生物学发展至今,现有的体外血脑屏障的模拟方法主要集中于商品化的孔板或Transwell小室,研究二维层面血脑屏障模型的结 ...
【技术保护点】
一种微流控芯片,其特征在于:该微流控芯片主要由顶层芯片、多孔滤膜、底层芯片组成,多孔滤膜通过不可逆封接顶层芯片的下表面,封有顶层芯片的多孔滤膜下表面通过PDMS与底层芯片的上表面粘合封接;顶层芯片由U形的顶层芯片主通道(1)和顶层芯片主通道入口(11)连接而成;底层芯片由左侧主通道(3)、右侧主通道(6)、胶原通道(7)、胶原通道入口(8)、底层芯片左侧主通道入口(9)以及底层芯片右侧主通道入口(10)组成,胶原通道(7)左连左侧主通道(3),右连右侧主通道(6);顶层芯片主通道(1)通过多孔滤膜(5)下连底层芯片左侧主通道(3);底层芯片左侧主通道(3)通过多孔滤膜(5)上连顶层芯片主通道(1),右连胶原通道(7)。
【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片,其特征在于:该微流控芯片主要由顶层芯片、多孔滤膜、底层芯片组成,多孔滤膜通过不可逆封接顶层芯片的下表面,封有顶层芯片的多孔滤膜下表面通过PDMS与底层芯片的上表面粘合封接;顶层芯片由U形的顶层芯片主通道(1)和顶层芯片主通道入口(11)连接而成;底层芯片由左侧主通道(3)、右侧主通道(6)、胶原通道(7)、胶原通道入口(8)、底层芯片左侧主通道入口(9)以及底层芯片右侧主通道入口(10)组成,胶原通道(7)左连左侧主通道(3),右连右侧主通道(6);顶层芯片主通道(1)通过多孔滤膜(5)下连底层芯片左侧主通道(3);底层芯片左侧主通道(3)通过多孔滤膜(5)上连顶层芯片主通道(1),右连胶原通道(7)。2.按照权利要求1所述的微流控芯片,其特征在于:所述底层芯片的左侧主通道(3)为I形,所述底层芯片的右侧主通道(6)为U型,所述底层芯片细胞胶原通道(7)为“丰”字形,在胶原通道中间的位置上为横向结构,胶原通道通过横向结构与左侧通道(3)和右侧通道(6)相连接,横向结构的数量为1~10个。3.按照权利要求1所述的微流控芯片,其特征在于:所述底层芯片是由高度不同的两部分组成,左侧主通道(3)、右侧主通道(6)高度为200-500μm,胶原通道(7)高度为80-200μm,主通道高度:胶原通道高度为1~3:1。4.按照权利要求1所述的微流控芯片,其特征在于:所述芯片材料为可透光透气的PDMS聚合物,PDMS单体与引发剂比例为5~10:1,多孔滤膜材料为聚碳酸酯膜,聚碳酸酯膜的孔径为0.01~10um。5.一种基于微流控芯片的模拟体内代谢过程的肝-血脑屏障体系,其特征在于:采用上述微流控芯片,按照以下方法构建而成:(1)芯片预处理设计制作芯片,用移液器将配制好的胶原工作液加入胶原通道,加1mLPBS缓冲液于培养皿中,将固定芯片的培养皿放入培养箱中孵育30min,促使胶原由粘稠状液体变为果冻状凝胶,凝胶过程结束后,细胞主通道加入新鲜的细胞培养液;(2)细胞的接种与培养肝细胞调整至1~5×106c...
【专利技术属性】
技术研发人员:秦建华,郭雅琼,李中玉,许慧,
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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