用于吸引和破坏特定生物元件的微流控芯片制造技术

本发明专利技术涉及一种用于吸引和破坏特定生物元件的微流控芯片，所述芯片包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于吸引和破坏特定生物元件的微流控芯片


[0001]本申请涉及能够吸引和破坏特定生物元件的微流装置领域。更确切地，本申请涉及一种能够在体内(in vivo)吸引和破坏特定生物元件(例如原核或真核细胞)的微流控芯片。

技术介绍

[0002]在法国，每年确诊约400000例新增癌症病例，其中约150000例死亡。
[0003]根据癌症发生的组织不同，存在不同类型的癌症。以癌细胞的局部群集为特征的实体瘤与血细胞肿瘤不同，血细胞肿瘤通过癌细胞在骨髓或血液中的循环而扩散。血细胞肿瘤，也称为造血癌，是影响血液或淋巴器官的癌症，如白血病和淋巴瘤。
[0004]关于实体瘤，这种癌与腺癌不同，它是由上皮组织产生的癌症。肉瘤与实体瘤也有所不同，其为出现在所谓的支撑组织中的癌细胞，例如骨上的骨肉瘤、脂肪中的脂肪肉瘤和肌肉中的肌肉瘤。
[0005]在男性和女性中，实体癌占癌症总数的90％，其中前列腺癌、肺癌和结肠直肠癌为男性中的三种最常见癌症，乳腺癌、结肠直肠癌和肺癌为女性中的三种最常见癌症。尽管在1980到2012年间，男性的癌症死亡率每年降低了1.5％，女性的癌症死亡率每年降低了1％(归一化的比率)，但是仍然需要有效的解决方案来治疗和预防这些实体瘤及其并发症。
[0006]迄今为止，外科手术是实体瘤的主要治疗方式之一，涉及在可能的情况下切除整个肿瘤，同时可能还切除肿瘤周围的组织，称为切除边缘。当肿瘤为高度局限性肿瘤时，手术可以作为单一的治疗方法，特别是当肿瘤处于早期阶段时，但其通常也与诸如放射疗法(其也是一种局部治疗方法)和/或诸如化疗等医学治疗(其为潜在地作用于体内所有癌细胞的全身治疗方法)或其他治疗方法组合。
[0007]通过局部外科手术治疗实体瘤的优势是在可能的情况下能够去除整个肿瘤，并且保留未受癌细胞影响的器官和解剖结构。它还避免了放射疗法导致的副作用，诸如烧伤或放疗诱发型癌症的发生，以及化疗导致的副作用，诸如皮肤反应、恶心、呕吐、腹泻、肌肉疼痛、疲劳、脱发以及化疗诱发型癌症。
[0008]为了降低复发率，切除区域包括肿瘤周围的健康组织区域，该区域即为切除边缘。在这个阶段，必须考虑几种情况。在第一种情况下，原发性肿瘤的肿瘤细胞包括在切除区域中，并且会复发。在第二种情况下，一些肿瘤细胞位于切除区域之外，可能位于切除区域原位或距其一定距离处，因此可能在切除区域原位或距其一定距离处发生复发，从而形成转移，即，扩散至距受初始肿瘤影响的器官一定距离处的癌细胞的继发性集落，其是与实体瘤所位于的器官不同的器官中的所谓“转移”癌的来源。
[0009]因此，有必要在切除实体肿瘤之后尽可能地防止局部复发和转移癌的风险。
[0010]化疗可在局部外科手术切除肿瘤后使用，其被称为“辅助化疗”，用于防止复发和/或转移癌的形成。然而，如上所述，许多副作用与该药物治疗相关。在与化疗的使用相关的最显著的副作用之中，可特别地参考化疗诱发型癌症，从定义上看，这种癌症是用针对首次
恶性肿瘤的细胞毒药物治疗患者后产生的新肿瘤，该肿瘤由后者引起；还可以参考癌细胞对化疗产生耐药性的风险，这些问题均强烈地限制了消除所述细胞的可能性。
[0011]因此，到目前为止，还未找到有效消除实体瘤切除之后的剩余癌细胞，以预防和/或降低局部复发和/或发生转移癌的风险且无中短期药物副作用的有效解决方案。
[0012]为了回应这些需求，本专利技术提出了一种微流控芯片，其用于吸引和破坏特定的生物元件，特别是真核细胞，例如癌细胞。所述芯片特别适合植入人体内的实体瘤切除区域，以便在体内吸引和破坏剩余的癌细胞。
[0013]在现有技术中已经描述了在癌症治疗领域中使用的微流体装置。可特别地参考WO2018/089989A1，其描述了一种体外癌症治疗装置，该装置通过对诸如血液等生物流体进行特异于所靶向的癌细胞类型的电磁辐射，并且能够破坏该类型的癌细胞来治疗癌症。
[0014]还可参考文献US2018111124A1，其描述了一种微流体装置，该装置包括一个或多个微流体通道和一个或多个无线双极电极阵列，该电极阵列通过对生物样品施加40kHz交变电场来实现高通量地捕获导电离子溶液中循环的肿瘤细胞。由此捕获的细胞可用于诊断癌症或评估癌症治疗的效果。
[0015]尚无现有技术文献描述或暗示过这样的微流控芯片：其用于在切除实体瘤之后，优选在体内吸引和破坏癌细胞，从而预防和/或降低局部复发和/或发生转移癌的风险。
[0016]更一般地，尚无现有技术文献描述或暗示过这样的微流控芯片，其用于优选在体内吸引和破坏特定的生物元件，所述微流控芯片包括：含有基质的贮存器，该基质包含能够吸引生物元件的化学引诱物化合物；至少一个微通道网络，该微通道网络将贮存器和芯片的外部环境连通；以及至少一个电极，该电极能够产生破坏所述生物元件的电场。

技术实现思路

[0017]本专利技术涉及一种用于吸引和破坏特定生物元件的微流控芯片，所述芯片包括：
[0018]‑
贮存器(1)，其由包含能够吸引所述生物元件的化学引诱物化合物的基质组成；
[0019]‑
至少一个微通道网络(2)，其布置在所述贮存器(1)和所述芯片的外部环境(3)之间，并且允许所述化学引诱物化合物传递到所述环境，并允许存在于所述环境中的所述生物元件传递到所述贮存器(1)；
[0020]‑
至少一个电极(4)，其布置在所述贮存器(1)和所述微通道网络(2)之间或布置在与所述微通道网络(2)相同的位置处，所述电极(4)能够产生电场，使得所述生物元件在向所述贮存器(1)传递的过程中被破坏。
附图说明
[0021]图1是根据本专利技术的芯片的截面图。
[0022]图2示出了从上方观察到的芯片的上部(6)。
[0023]图3示出了从上方观察到的芯片的下部(5)。
[0024]图4示出了根据本专利技术的芯片底部的分解图。
[0025]图5示出了根据本专利技术的芯片顶部的分解图。
[0026]图6示出了根据本专利技术的芯片在5:0.5cm比例下的截面图。
[0027]图7示出了该芯片在5:1cm比例下的截面图。
[0028]图8是在微通道水平处，5X物镜下的倒置荧光显微图像，示出了在无梯度情况下的乳腺癌肿瘤细胞(MDA
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MB
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231)(14)。
[0029]图9是在微通道水平处，5X物镜下的倒置荧光显微图像，示出了乳腺癌肿瘤细胞(MDA
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MB
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231)(14)在胎牛血清梯度下被吸入芯片中，该胎牛血清梯度由芯片外部的1％胎牛血清和贮存器内的10μl纯胎牛血清产生。
[0030]图10是在微通道水平处，10X物镜下的倒置荧光显微图像，示出了在无梯度情况下的乳腺癌肿瘤细胞(MDA
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MB
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231)(14)。
[0031]图11是在芯片的中央贮存器水平处，5X物镜下的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于吸引和破坏特定生物元件的微流控芯片，所述芯片包括：
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贮存器(1)，其由包含能够吸引所述生物元件的化学引诱物化合物的基质组成；
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至少一个微通道网络(2)，其布置在所述贮存器(1)和所述芯片的外部环境(3)之间，并且允许所述化学引诱物化合物传递到所述环境，并允许存在于所述环境中的所述生物元件传递到所述贮存器(1)；
‑
至少一个电极(4)，其布置在所述贮存器(1)和所述微通道网络(2)之间或布置在与所述微通道网络(2)相同的位置处，所述电极能够产生电场，使得所述生物元件在向所述贮存器(1)传递的过程中被破坏。2.根据权利要求1所述的微流控芯片，所述微流控芯片包括下部(5)和上部(6)，所述下部(5)包括所述贮存器(1)的一部分、所述微通道网络(2)和所述电极(4)，所述上部(6)包括所述贮存器(1)的一部分，并且适于布置在所述下部(5)的上方，所述上部(5)和下部(6)被固定在一起。3.根据权利要求1至2中任一项所述的微流控芯片，其中，所述贮存器(1)、所述微通道网络(2)和所述电极(4)均是环形的，并且其中，所述贮存器位于所述芯片的中心。4.根据权利要求2至3中任一项所述的微流控芯片，其中，所述上部(6)和/或所述下部(5)包括环形腔i)(8)和环形腔ii)(10)，所述环形腔i)(8)能够通过与所述外部环境(3)连通并通向所述环形腔i)(8)的一个或多个开口(9)来接收包含所述化学引诱物化合物的所述基质；所述环形腔ii)(10)布置在所述贮存器(1)和所述微通道网络(2)之间，适于通过与所述外部环境(3)连通并通向所述环形腔ii)(10)的一个或多个开口(11)来接收所述化学引诱物化合物能够扩散至其中的液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝诺特，
申请(专利权)人：国家科学研究中心国立蒙彼利埃高等化学学院，
类型：发明
国别省市：