一种基于微流控技术的多器官芯片及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于微流控技术的多器官芯片及其应用。该器官芯片由上而下包括液池层、微坑阵列层、多孔弹性膜层和液路层四层结构通过氧气等离子体不可逆封接而成。该器官芯片既可以实现不同器官的单独培养，又可以实现不同器官共同培养。当多个器官需要单独培养时，液路层不注入液体，各器官模块的培养基由于在微孔处的表面张力的作用不会相通。当需要两个器官进行相互作用时，将液体注入液路即可破除表面张力从而多器官连通。再利用气体实现在线蠕动泵的功能，使液体定向流动，实现两器官的灌流培养并相互作用。本发明专利技术克服了传统细胞培养的缺点，在初始阶段可以三器官独立培养，同时也可以实现灌流培养，有利于物质交换以及维持细胞活性。

A multi organ chip based on microfluidic technology and its application

【技术实现步骤摘要】
一种基于微流控技术的多器官芯片及其应用
本专利技术涉及多器官芯片在器官共培养和疾病模型构建方面应用领域，具体涉及一种基于微流控技术的多器官芯片及其应用。
技术介绍
现在全球每年有数十亿美元的经费浪费在最终失败的药物的筛选上。目前常用的药物筛选模型有细胞模型和动物模型。动物模型与人有种属差异，无法很好地预测药物的效用。细胞模型往往是单一一种的细胞，且为二维培养，无法重现器官之间的相互作用。细胞(包括器官)间的相互作用是多细胞生物的基本特征。细胞间相互作用可以通过直接接触而产生，如在组织中不同的细胞之间的相互作用；细胞间相互作用也可以间接产生，如细胞通过分泌物相互作用。研究细胞相互作用(如癌症的发展和迁移，伤口愈合和干细胞发育)对药物筛选和组织工程都有重要作用，尤其是用于全身性药物的评价。为了建立研究细胞/细胞相互作用的模型，需要进行两种或更多种细胞类型的共培养。传统共培养方法包括将不同细胞类型直接添加到相同的培养孔中，或者用Transwell系统进行细胞培养。尽管由于该方法比较简单，但该模型基于2D单层细胞，其与体内细胞的形态，生理学和基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微流控技术的多器官芯片，其特征在于：该芯片由上而下包括液池层(1)、微坑阵列层(2)、多孔弹性膜层(3)和液路层(4)四层结构；所述上述四层结构通过氧气等离子体不可逆封接而成；/n所述液池层(1)包括培养基输入孔(1a)、气压输入孔(1b)、培养基蓄液池(1c)、通孔Ⅰ(8)；其中气压输入孔(1b)用于通气体，培养基蓄液池(1c)和培养基输入孔(1a)通过液路层(4)的液路相连通；/n所述微坑阵列层(2)设有无底通透的微坑阵列(7)和通孔Ⅱ(12)；所述微坑陈列(7)由微坑(10)组成；/n所述多孔弹性膜层(3)在微坑阵列层(2)的微坑(10)对应位置设有微孔阵列(9)，在培养基输...

【技术特征摘要】
1.一种基于微流控技术的多器官芯片，其特征在于：该芯片由上而下包括液池层(1)、微坑阵列层(2)、多孔弹性膜层(3)和液路层(4)四层结构；所述上述四层结构通过氧气等离子体不可逆封接而成；
所述液池层(1)包括培养基输入孔(1a)、气压输入孔(1b)、培养基蓄液池(1c)、通孔Ⅰ(8)；其中气压输入孔(1b)用于通气体，培养基蓄液池(1c)和培养基输入孔(1a)通过液路层(4)的液路相连通；
所述微坑阵列层(2)设有无底通透的微坑阵列(7)和通孔Ⅱ(12)；所述微坑陈列(7)由微坑(10)组成；
所述多孔弹性膜层(3)在微坑阵列层(2)的微坑(10)对应位置设有微孔阵列(9)，在培养基输入孔(1a)对应位置设有通孔Ⅲ(13)使液池层(4)与培养基输入孔(1a)相通；
所述微坑陈列(7)和微孔阵列(9)底部为通透孔结构；
所述液路层(4)设有培养基灌流通道(11)，通过微坑陈列(7)和微孔阵列(9)底部的通透孔结构和液池层(1)相通，使液池层(1)的培养基蓄液池(1c)相连形成液体回路；所述培养基灌流通道(11)上设有在线蠕动泵(5)，在线蠕动泵(5)内设有PDMS隔断(6)。


2.根据权利要求1所述的多器官芯片，其特征在于：所述多孔弹性膜层(3)厚度100-200微米。


3.根据权利要求1所述的多器官芯片，其特征在于：所述微坑底部直径100-800微米，微坑侧壁倾斜角度20°～90°。


4.根据权利要求1所述的多器官芯片，...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦建华，邓鹏伟，姜雷，郭雅琼，
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