3D多器官共培养芯片制造技术

本申请涉及生物组织工程技术领域，公开一种3D多器官共培养芯片，包括：芯片本体，其上设置有一组或多组培养模块；其中，每组培养模块，包括：储液孔，一端为敞口且位于芯片本体的上表面；第一培养微孔，位于储液孔下方且与其连通；第二培养微孔，位于第一培养微孔下方且与其连通；多个第二流体操作孔，一端呈敞口且位于芯片本体的上表面，另一端分别通过通道与第二培养微孔连通。本公开实施例提供的3D多器官共培养芯片，结构简单，通过通道将第二流体操作孔与第二培养微孔连通，通过对流体操作孔内的培养液进行操作，可实现第二培养微孔内培养环境的改变，方便操作。方便操作。方便操作。

【技术实现步骤摘要】
3D多器官共培养芯片


[0001]本申请涉及生物组织工程
，例如涉及一种3D多器官共培养芯片。

技术介绍

[0002]常规的2D细胞培养已经发展了将近一个世纪，且在生物医药领域贡献了巨大的价值，但是，2D培养方式，不能实现多种细胞类型的组织特异性、以及分化功能或者精确预测体内的组织功能和药物活性。体外构建的3D细胞模型可以更好地代表活体组织的空间和化学复杂性模型。与传统2D模型相比，3D细胞模型在研究组织功能的分子机制、收集信号通路、以及某些疾病药物响应中具有很大优势。然而传统3D模型也有一些限制性，比如，类器官是大小和形状多变的，很难将细胞固定在一致的位置上进行下一步的分析。除此之外，很多3D模型系统，缺乏微小尺度结构以及多器官共培养的组织-组织界面。比如，血管内皮细胞层以及周围结缔组织和实质细胞，这个对所有器官来说都是至关重要的。而且，细胞通常无法暴露在正常的机械信号如流体剪切力、张力、压缩力中，这些都会影响器官的发育和功能。缺乏流体流动，会影响培养的组织细胞、循环血细胞以及免疫细胞之间的相互作用。
[0003]微流控器官芯片技术是一种新兴的技术，则可以克服这些限制。器官芯片包括持续灌流的模拟组织和器官水平的生理结构的细胞培养通道，可以重现多细胞的结构、组织-组织界面、物理化学微环境以及身体的血管灌注，这些装置可以再现组织和器官的功能水平。而且，可以实现活细胞高分辨率、实时成像，以及监测生物化学、基因、代谢活性。这个技术有很大的潜力，促进组织发育、器官生理和疾病病理学的研究。在药物发现和开发过程中，器官芯片技术在先导化合物研究、药物毒性测试以及生物标志物鉴定过程中有重要作用。器官芯片技术可以构建低成本的体外模型，重现组织和器官水平的功能。
[0004]在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：现有的共培养微流控器官芯片应用范围狭窄，普适性差，模型构建操作复杂，流体控制方式复杂。

技术实现思路

[0005]为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
[0006]本公开实施例提供一种3D多器官共培养芯片，以解决现有的共培养微流控器官芯片应用范围狭窄，普适性差，模型构建操作复杂，流体控制方式复杂的问题。
[0007]在一些实施例中，所述3D多器官共培养芯片，包括：芯片本体，其上设置有一组或多组培养模块；其中，每组培养模块，包括：
[0008]储液孔，一端为敞口且位于芯片本体的上表面；
[0009]第一培养微孔，位于储液孔下方且与储液孔连通；
[0010]第二培养微孔，位于第一培养微孔下方且与第一培养微孔连通；
[0011]多个第二流体操作孔，一端呈敞口且位于芯片本体的上表面，另一端分别通过通
道与第二培养微孔连通。
[0012]本公开实施例提供的3D多器官共培养芯片，可以实现以下技术效果：
[0013]本公开实施例提供的3D多器官共培养芯片，结构简单，通过通道(例如，贯通通道)将第二流体操作孔与第二培养微孔连通，通过储液孔和流体操作孔进行简单操作，方便细胞接种、换液、取样等操作，操作简单，不需要专业技术人员，扩大了培养芯片的应用范围，普适性提高。第一和第二培养微孔可灵活实现2D和3D器官单独或共培养。基于重力的流体驱动是是一种简单、精准的流体控制方式，可实现第二培养微孔内培养环境的实时动态更新，而且，可实现多器官的长时间体外动态共培养。多个培养模块按照多孔板间距高通量布局，与高通量、自动化设备兼容。还可以结合物理作用力包括生理水平相关的流体剪切力、循环压力和机械压缩力，可以实现器官特异性的响应如聚集循环免疫细胞、响应药物、毒素以及其他环境干扰。而且，可实现多器官的长时间体外动态共培养。
[0014]以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。
附图说明
[0015]一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
[0016]图1是本公开实施例提供的一种3D多器官共培养芯片的培养模块的结构爆炸示意图；
[0017]图2是本公开实施例提供的另一种3D多器官共培养芯片的培养模块的结构爆炸示意图；
[0018]图3是本公开实施例提供的一种3D多器官共培养芯片的培养模块的俯视结构示意图；
[0019]图4是本公开实施例提供的另一种3D多器官共培养芯片的培养模块的结构爆炸示意图；
[0020]图5是图4所示的培养模块的俯视结构示意图；
[0021]图6是本公开实施例提供的另一种3D多器官共培养芯片的培养模块的局部结构示意图；
[0022]图7是本公开实施例提供的另一种3D多器官共培养芯片的培养模块的局部结构示意图；
[0023]图8是本公开实施例提供的另一种3D多器官共培养芯片的培养模块的结构爆炸示意图；
[0024]图9是图8所示的培养模块的俯视结构示意图；
[0025]图10是本公开实施例提供的另一种3D多器官共培养芯片的培养模块的结构爆炸示意图；
[0026]图11是图10所示的培养模块的俯视结构示意图；
[0027]图12是本公开实施例提供的另一种3D多器官共培养芯片的培养模块的结构爆炸示意图；
[0028]图13是图12所示的培养模块的俯视结构示意图。
[0029]附图标记：
[0030]11、第一储液层；12、第一培养层；13、第二培养层；14、薄膜层；21、储液孔；22、第一培养微孔；23、第二培养微孔；231、第一侧边；232、第二侧边；233、第三侧边；234、第四侧边；24、第二流体操作孔；2401、第一侧第二流体操作孔；2402、第二侧第二流体操作孔；241、第二操作孔Ⅰ；242、第二操作孔Ⅱ；243、第二操作孔Ⅲ；25、贯通通道；251、第一侧贯通通道；252、第二侧贯通通道；26、旁通通道；261、竖向栅栏；262、竖向微通道；263、横向栅栏；264、横向微通道；27、第一流体操作孔；271、第一侧第一流体操作孔；272、第二侧第一流体操作孔；28、第一连通通道；29、边侧流体操作孔；291、边侧操作孔Ⅰ；292、边侧操作孔Ⅱ；293、边侧操作孔Ⅲ。
具体实施方式
[0031]为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与
技术实现思路
，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
[0032]本公开实施例的说明书和权利要求书及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D多器官共培养芯片，其特征在于，包括：芯片本体，其上设置有一组或多组培养模块；其中，每组所述培养模块，包括：储液孔，一端为敞口且位于所述芯片本体的上表面；第一培养微孔，位于所述储液孔下方且与所述储液孔连通；第二培养微孔，位于所述第一培养微孔下方且与所述第一培养微孔连通；多个第二流体操作孔，一端呈敞口且位于所述芯片本体的上表面，另一端通过通道与所述第二培养微孔连通。2.根据权利要求1所述的3D多器官共培养芯片，其特征在于，所述多个第二流体操作孔成对设置；每对所述第二流体操作孔通过一个贯通通道连通；所述贯通通道包括第一侧贯通通道和第二侧贯通通道，且所述第一侧贯通通道与所述第二侧贯通通道相对设置于所述第二培养微孔的相对两侧。3.根据权利要求2所述的3D多器官共培养芯片，其特征在于，所述培养模块，还包括：多个边侧流体操作孔，一端呈敞口且位于所述芯片本体的上表面；旁通通道，两端分别与一个所述边侧流体操作孔连通，中部与所述第二培养微孔连通。4.根据权利要求3所述的3D多器官共培养芯片，其特征在于，所述旁通通道与所述第二培养微孔的连通处设置有一个或多个微通道。5.根据权利要求1所述的3D多器官共培养芯片，其特征在于，所述培养模块，还包括：多个第一流体操作孔，一端呈敞口且位于所述芯片本体的上表面，另一端分别通过第一连通通道与所述储液孔连通。6.根据权利要求1至5中任一项所述的3D多器官共培养芯片，其特征在于，所述储液孔的横截面大于所述第一培养微孔的横截面；所述第二培养微孔的横截面大于或等于所述第一培养微孔的横截面；所述储液孔的横截面大于所述第二培养微孔的横截面。7.根据权利要求1至5中任一项所述的3D多器官共培养芯片，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖荣荣，周宇，
申请(专利权)人：北京大橡科技有限公司，
类型：新型
国别省市：