基于双光子光刻的多细胞共培养三维微支架嵌合流道制造技术

本申请公开了一种基于双光子光刻的多细胞共培养三维微支架嵌合流道，包括：软光刻加工流道、双光子光刻微支架；其中，软光刻加工流道上开设有第一流道入口、第二流道入口和流道出口，双光子光刻微支架嵌合于软光刻加工流道内；双光子光刻微支架包括第一空心架体和第二空心架体，第一空心架体的第一端与第一流道入口连通，第二端与流道出口连通；第二空心架体套设于第一空心架体内，第二空心架体的第一端与第二流道入口连通，第二端与流道出口连通；第二空心架体的第二端沿其周向开设有与第一空心架体连通的交互孔。本申请解决了相关技术中无法实现复杂立体的三维微流道，导致难以进行动态流动条件下对多细胞交互机理行为的研究的问题。究的问题。究的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于双光子光刻的多细胞共培养三维微支架嵌合流道


[0001]本申请涉及细胞培养
，具体而言，涉及一种基于双光子光刻的多细胞共培养三维微支架嵌合流道。

技术介绍

[0002]人造3D生物微流道和微支架在针对多细胞共培养的组织工程和生物医学研究中发挥着愈发重要的影响。现已有多种制备可供不同种类细胞相互作用的3D生物微流道和微支架的方法，包括：以不同种类光刻胶为基础，基于双光子光刻技术打印构造不同细胞生物微支架刚度、多样细胞微支架形态和复杂细胞微支架机械特性，可随意改变支架构型，适应多种不同类型细胞表面培养；基于软光刻技术制备的单层或多层PDMS微流道结构，制作简单、观测方便、成本低廉，可为流道内生物环境提供动态流动条件，仿生模拟生物细胞体内真实环境，有效提高研究可靠性。
[0003]然而，由于采用双光子光刻技术打印的支架为较为微观的结构，难以实现培养液的定向流动。若采用双光子光刻技术打印一个密闭的空间来构建流动条件就需要将支架打印的较为宏观，导致构建的流道壁较厚，而由于配套的光刻胶自带荧光属性，在流道壁较厚的情况下，难以观测到细胞的生长。
[0004]而基于软光刻技术制备的单层或多层PDMS微流道结构，虽然可以实现动态条件下的多细胞共培养，但由于制作工艺的限制，只能加工复杂的二维形状流道或二维流道堆叠成的简单三维流道，无法实现复杂立体的三维微流道，而这恰恰是影响细胞生长的最关键因素之一。为了实现动态流动条件下对多细胞交互机理行为的研究，需要一种更复杂更接近真实生长环境的多细胞共培养新型三维组合流道。

技术实现思路

[0005]本申请的主要目的在于提供一种基于双光子光刻的多细胞共培养三维微支架嵌合流道，以解决相关技术中无法实现复杂立体的三维微流道，导致难以进行动态流动条件下对多细胞交互机理行为的研究的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供了一种基于双光子光刻的多细胞共培养三维微支架嵌合流道，该基于双光子光刻的多细胞共培养三维微支架嵌合流道包括：软光刻加工流道、双光子光刻微支架和多细胞共培养位；其中，
[0007]所述软光刻加工流道上开设有第一流道入口、第二流道入口和流道出口，所述双光子光刻微支架嵌合于所述软光刻加工流道内；
[0008]所述双光子光刻微支架包括第一空心架体和第二空心架体，所述第一空心架体的第一端与所述第一流道入口连通，第二端与所述流道出口连通；
[0009]所述第二空心架体套设于所述第一空心架体内，所述第二空心架体的第一端延伸出所述第一空心架体后与所述第二流道入口连通，第二端延伸入所述第一空心架体内并与所述流道出口连通；
[0010]所述第二空心架体的第二端沿其周向开设有与所述第一空心架体连通的交互孔，以形成所述多细胞共培养位。
[0011]进一步的，第一流道入口和所述第二流道入口沿所述流道出口的中心线对称分布。
[0012]进一步的，第一流道入口、所述第二流道入口和所述流道出口与所述软光刻加工流道的截面与所述软光刻加工流道的底面之间的夹角均为锐角。
[0013]进一步的，第一流道入口、所述第二流道入口和所述流道出口与所述软光刻加工流道的截面与所述软光刻加工流道的底面之间的夹角均为60
°
。
[0014]进一步的，第一流道入口、所述第二流道入口和所述流道出口与所述软光刻加工流道的截面均为弧面，
[0015]所述第一流道入口、所述第二流道入口和所述流道出口的外端的上下两侧和左右两侧分别互相平行。
[0016]进一步的，软光刻加工流道内部呈中空设置，所述软光刻加工流道的内顶面与所述第一空心架体的上端面之间具有打印间距。
[0017]进一步的，软光刻加工流道设置为圆台形的中空结构。
[0018]进一步的，交互孔设置为多个并沿所述第二空心架体的第二端的轴向和周向均匀分布；
[0019]所述交互孔的直径略小于动物细胞直径。
[0020]进一步的，第一空心架体和所述第二空心架体均呈弧形；
[0021]所述第一空心架体的轴线与所述第二空心架体的轴线位于同一水平面。
[0022]进一步的，第一空心架体的轴线与所述第二空心架体的轴线的弯曲方向相反。
[0023]根据本申请的另一方面，提供一种多细胞培养装置，该多细胞培养装置包括上述的基于双光子光刻的多细胞共培养三维微支架嵌合流道，以及培养容器和细胞流道；其中，
[0024]所述培养容器设置为三个，并分别与所述第一流道入口、第二流道入口和流道出口对应；
[0025]所述细胞流道设置为三个，每个所述细胞流道的第一端均与对应的所述培养容器连通，第二端则与对应的所述第一流道入口或第二流道入口或流道出口连通。
[0026]在本申请实施例中，通过设置软光刻加工流道、双光子光刻微支架和多细胞共培养位；其中，软光刻加工流道上开设有第一流道入口、第二流道入口和流道出口，双光子光刻微支架嵌合于软光刻加工流道内；双光子光刻微支架包括第一空心架体和第二空心架体，第一空心架体的第一端与第一流道入口连通，第二端与流道出口连通；第二空心架体套设于第一空心架体内，第二空心架体的第一端延伸出第一空心架体后与第二流道入口连通，第二端延伸入第一空心架体内并与流道出口连通；第二空心架体的第二端沿其周向开设有与第一空心架体连通的交互孔，以形成多细胞共培养位，达到了将较为微观的双光子光刻微支架和较为宏观的软光刻加工流道进行结合，以较为宏观的第一流道入口、第二流道入口和流道出口配合实现培养液的定向流动，以较为微观且复杂的第一空心架体和第二空心架体共同形成三维微流道，使不同类型的细胞可在第一空心架体和第二空心架体内定向生长并进行多细胞共培养的目的，从而实现了定向流动下不同类型细胞3D共培养，便于研究动态培养下的多细胞交互作用机理的技术效果，进而解决了相关技术中无法实现复杂
立体的三维微流道，导致难以进行动态流动条件下对多细胞交互机理行为的研究的技术问题。
附图说明
[0027]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0028]图1是根据本申请实施例的结构示意图；
[0029]图2是根据本申请实施例中双光子光刻微支架的结构示意图；
[0030]图3是图2的剖视结构示意图；
[0031]其中，1软光刻加工流道，2双光子光刻微支架，21第一空心架体，22第二空心架体，23交互孔，3培养容器，4流道出口，5第二流道入口，6第一流道入口，7细胞流道。
具体实施方式
[0032]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双光子光刻的多细胞共培养三维微支架嵌合流道，其特征在于，包括：软光刻加工流道、双光子光刻微支架和多细胞共培养位；其中，所述软光刻加工流道上开设有第一流道入口、第二流道入口和流道出口，所述双光子光刻微支架嵌合于所述软光刻加工流道内；所述双光子光刻微支架包括第一空心架体和第二空心架体，所述第一空心架体的第一端与所述第一流道入口连通，第二端与所述流道出口连通；所述第二空心架体套设于所述第一空心架体内，所述第二空心架体的第一端延伸出所述第一空心架体后与所述第二流道入口连通，第二端延伸入所述第一空心架体内并与所述流道出口连通；所述第二空心架体的第二端沿其周向开设有与所述第一空心架体连通的交互孔，以形成所述多细胞共培养位。2.根据权利要求1所述的基于双光子光刻的多细胞共培养三维微支架嵌合流道，其特征在于，所述第一流道入口和所述第二流道入口沿所述流道出口的中心线对称分布。3.根据权利要求2所述的基于双光子光刻的多细胞共培养三维微支架嵌合流道，其特征在于，所述第一流道入口、所述第二流道入口和所述流道出口与所述软光刻加工流道的截面与所述软光刻加工流道的底面之间的夹角均为锐角。4.根据权利要求3所述的基于双光子光刻的多细胞共培养三维微支架嵌合流道，其特征在于，所述第一流道入口、所述第二流道入口和所述流道出口与所述软光刻加工流道的底面之间的夹角均为60
°
。5.根据权利要求4所述的基于双光子光刻的多细胞共培养三维微支架嵌合流道，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王化平，刘梦华，董欣怡，石青，侯尧珍，黄强，福田敏男，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：