The invention discloses a chip device for three-dimensional culture of cells and in situ monitoring myocardial tissue in situ, belonging to the field of organ chip technology, including the PDMS substrate, and spaced up two cell culture chambers on the PDMS substrate to train the cardiac myocytes on the PDMS substrate, and in the cell culture chamber, corresponding to the biological electrodes, and the culture of the cells in the cell culture chamber. The chamber is connected to each other, and the biological electrodes are connected by the input or output of the electrical signal to the external electrical stimulation device or the electrical signal acquisition device, and the electrical stimulation of the myocardial tissue or the real-time acquisition of the electrical signal of the myocardial tissue is carried out. The cardiac myocytes of the present invention can be grown and anchored to two electrode columns in the culture chamber to realize the three-dimensional culture of cardiac myocytes in vitro, and then use two electrodes to collect and stimulate the electrophysiological signals of the myocardium, and then carry out the application of drug screening, environmental toxicology evaluation and so on.
【技术实现步骤摘要】
用于三维培养细胞和原位实时监测心肌组织的芯片装置及其应用
本专利技术属于器官芯片
,具体涉及用于三维培养细胞和原位实时监测心肌组织的芯片装置及其应用。
技术介绍
心脏是人体内最重要的器官之一,它的作用是向全身器官推动血液、供给氧气和营养物质并带走代谢终产物,维持人体各个部分的正常代谢和功能。虽然现代医学在心脏研究上有很大的进步,但心脏病仍然是目前引起人死亡的主要疾病之一。在体外建立心脏模型为系统研究心脏病的治疗提供了一种简便的方案。仿生的心肌模型可应用于相关心脏病治疗药物的研发,实时观测药物对心肌组织的影响。“心脏芯片”就是基于此提出的针对心脏疾病研究的一个方向,其目标是利用先进的微加工技术、干细胞技术、生物材料技术、组织工程技术和电子信息技术,在芯片上培养具有与体内心肌组织在结构及生理功能方面高度相似的人体“微心脏”,通过芯片观测心肌的电生理参数,并评价药物的疗效和安全性。越来越多的研究组进行多功能心脏芯片的研究,并成功监测了心肌的生理和功能参数,包括心肌搏动速率,搏动力大小(与收缩压和舒张压有关),电传导速率等。通过这些电生理参数,以此评价体外建立的心肌模型与体内心脏的类似度。同时在新药研发过程中,可以通过监测这些电生理参数的变化,反映药物的疗效或心肌毒性等。而目前大部分的芯片模型都是通过显微镜观察来评估心肌细胞的收缩性,以图片或视频的方式来记录心肌组织的电生理参数。然而,这种光学监测的方式需要将整个装置从恒温培养箱中拿出来,用显微镜进行“间接”地观测与记录,无法长时间监测心肌组织的实时动态变化,长时间观察会对心肌有一定的损伤。因此这限制了在药物 ...
【技术保护点】
1.用于三维培养细胞和原位实时监测心肌组织的芯片装置,其特征在于:包括PDMS基底(1),在所述的PDMS基底(1)上间隔设置两个用于培养心肌细胞的细胞培养腔室(2),在细胞培养腔室(2)中均对应设有生物电极(3),所述的两个细胞培养腔室(2)相互连通;所述的生物电极(3)分别通过电信号的输入或输出(4)将芯片与外部的电刺激装置或电信号采集装置相连,对心肌组织进行电刺激或心肌组织电信号的实时采集。
【技术特征摘要】
1.用于三维培养细胞和原位实时监测心肌组织的芯片装置,其特征在于:包括PDMS基底(1),在所述的PDMS基底(1)上间隔设置两个用于培养心肌细胞的细胞培养腔室(2),在细胞培养腔室(2)中均对应设有生物电极(3),所述的两个细胞培养腔室(2)相互连通;所述的生物电极(3)分别通过电信号的输入或输出(4)将芯片与外部的电刺激装置或电信号采集装置相连,对心肌组织进行电刺激或心肌组织电信号的实时采集。2.根据权利要求1所述的用于三维培养细胞和原位实时监测心肌组织的芯片装置,其特征在于:所述细胞培养腔室(2)的形状为哑铃状,细胞培养腔室(2)的总长为8mm。3.根据权利要求1所述的用于三维培养细胞和原位实时监测心肌组织的芯片装置,其特征在于:所述的两个细胞培养腔室(2)通过中间细胞生长的通道连通,该通道的宽度为0.5mm,高度为1mm。4.根据权利要求1所述的用于三维培养细胞和原位实时监测心肌组织的芯片装置,其特征在于:为培养三...
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