一种模拟脑缺血再灌注病理模型的芯片制造技术

一种模拟脑缺血再灌注病理模型的芯片，属于微流控技术领域。主要包括四层，第一层为培养液以及接种细胞入口，第二层与二三层芯片之间的多孔膜共同模拟的是血脑屏障系统，每层芯片上都设有液体流入或流出的通道，第三层芯片与三四层芯片之间的多孔膜共同模拟脑组织功能单元，芯片上同样有液体流入或者流出的通道，第四层芯片为培养液出口，此外，二三层芯片以及三四层芯片之间设有细微孔道。本发明专利技术具备多细胞共培养能力，通过多孔膜和培养孔设计能够实现多细胞间通过培养液流动的细胞间不接触的信息交流，进而模拟人脑缺糖缺氧过程进而模拟人脑缺血过程、脑缺血后的再灌注。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟脑缺血再灌注病理模型的芯片
本专利技术属于微流控
，涉及一种基于微流控芯片的脑缺血再灌注病理模型通用芯片。
技术介绍
一、脑缺血再灌注危害以及微流控芯片概述脑是人体对缺氧最为敏感的器官，脑组织缺血将会导致局部脑组织功能的损害，其损害程度与缺血时间长短及残存血流量多少有关，短期不完全性缺血只会引起可逆性损害，而长时间的完全缺血或严重缺血会引起梗死。脑缺血再灌注会给大脑带来严重的损伤，主要表现在大脑代谢异常、大脑功能障碍以及大脑的结构损伤上：缺血再灌注会导致大脑代谢异常，因为脑缺血会导致细胞内ATP的匮乏，Na+、Ca2+泵无法正常工作，从而导致细胞内外Na+、Ca2+离子浓度失调。同时，缺血时大量的糖酵解反应使乳酸迅速堆积，致使细胞内含有大量乳酸，致使细胞酸中毒。缺血还会导致细胞内Fe离子大量流出，从而引起脂质过氧化；脑缺血再灌注也会导致大脑功能障碍，缺血导致兴奋性递质含量降低，抑制性递质含量上升，出现病理性慢波，大脑信息传递功能出现障碍；此外，全脑缺血再灌注也会导致大脑组织的超微结构的破坏，比如线粒体的肿胀、钙盐的沉积、核本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于脑缺血再灌注病理模型的微流控芯片，其特征在于，该芯片主要由四层芯片组成，第一层芯片和第四层芯片材料为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，第二层芯片和第三层芯片采用聚二甲基硅氧烷PDMS作为加工材料；且第二层芯片与第三层芯片之间，第三层芯片与第四层芯片之间夹有聚四氟乙烯PTFE多孔膜；从上到下四层芯片的高度依次为2mm，4mm，4mm，2mm；/n所述第一层芯片单元上设有八个呈圆周排布、尺寸相同的孔道，孔道半径均为0.5mm；八个孔道分别为：模拟血脑屏障系统细胞接种孔道(1)，模拟脑组织功能的脑神经元细胞接种孔道(2)，维持芯片内各类细胞生长代谢所需的培养液流入孔道(3)，抗氧剂孔道(4)，四...

【技术特征摘要】
1.一种基于脑缺血再灌注病理模型的微流控芯片，其特征在于，该芯片主要由四层芯片组成，第一层芯片和第四层芯片材料为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，第二层芯片和第三层芯片采用聚二甲基硅氧烷PDMS作为加工材料；且第二层芯片与第三层芯片之间，第三层芯片与第四层芯片之间夹有聚四氟乙烯PTFE多孔膜；从上到下四层芯片的高度依次为2mm，4mm，4mm，2mm；
所述第一层芯片单元上设有八个呈圆周排布、尺寸相同的孔道，孔道半径均为0.5mm；八个孔道分别为：模拟血脑屏障系统细胞接种孔道(1)，模拟脑组织功能的脑神经元细胞接种孔道(2)，维持芯片内各类细胞生长代谢所需的培养液流入孔道(3)，抗氧剂孔道(4)，四个完全相同的气泵疏通孔道(5)，气泵疏通孔道(5)用于防止芯片内通道堵塞；
所述的第二层芯片单元的中央设有半径为5mm的血脑屏障培养孔(15)；所述血脑屏障培养孔(15)外围设有四个通道，通道长7mm，宽0.8-1.2mm，高0.8-1.2mm，分别为：血脑屏障细胞接种通道(6)，与第一层芯片单元中的孔道(1)相连，作为模拟血脑屏障系统的细胞接种通道；培养液的流入通道(7)，与第一层芯片单元中的孔道(3)相连，作为维持血脑屏障系统中的血管内皮细胞、星形胶质细胞、周细胞以及脑组织功能单元芯片中的脑神经细胞以及星形胶质细胞正常代谢的培养液的流入通道；血脑屏障接种细胞的流出通道(8)，作为血脑屏障系统接种的多余量的流出通道；培养液的流出通道(9)，实验时不能通过血脑屏障芯片的培养液以及实验时的代谢废物由此出口排出；所述四个通道之间均设有连通通道，分别为：通道(6)与通道(7)之间设有脑神经元细胞接种过渡通道(10)，通道(7)与通道(8)之间亚硫酸钠过渡通道(11)，通道(10)、(11)的半径均为0.5mm，作为从第一层芯片流入到第三层芯片的脑神经元细胞接种以及亚硫酸钠通道的过渡段，培养液通过此孔道流入到第三层芯片中去；为防止芯片内通道堵塞，在通道(8)与通道(9)之间、通道(9)与通道(6)之间均设有气泵疏通孔道(12)；所述的流出通道(8)与培养液流出孔道(13)连通，流出通道(9)与代谢废物流出孔道(14)连通，流出通道(8)、(9)的孔道半径为0.5mm；所述的第二层芯片单元的最下端设有一个与培养孔(15)相连的电极通道(16)，用于插入电极以对信号进行实时检测；
所述的第三层芯片单元的中央设有半径为5mm的脑组织功能单元培养孔(26))，培养孔与第三层第四层芯片单元之间的聚四氟乙烯多孔膜共同作用，协同完成对脑组织功能单元的模拟；所述脑组织功能单元培养孔((26))外围设有四个通道，分别为：与第一层芯片中的孔道(2)相连的脑组织功能单元细胞接种通道(19)，作为脑组织功能...

【专利技术属性】
技术研发人员：关水，骆航，孙长凯，许建强，石文龙，徐卫平，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21