本发明专利技术公开一种多细胞链状培养装置及其在制备肝索结构中的应用，属于细胞培养装置领域，所述培养装置包括培养装置本体和设于所述培养装置本体的微孔阵列模块，所述微孔阵列模块包括至少两排微孔列，每排微孔列设有依次排列的多个微孔，相邻的两个微孔之间开设有用于连通相邻两个微孔的连通通道。本发明专利技术的多细胞链状培养装置及肝索结构培养方法可以有效地提高细胞培养维度以及细胞间信息互联以提供细胞在体外培养的功能。细胞在体外培养的功能。
【技术实现步骤摘要】
一种多细胞链状培养装置及其在制备肝索结构中的应用
[0001]本专利技术涉及细胞培养芯片制造
，特别是涉及一种多细胞链状培养装置及其在制备肝索结构中的应用。
技术介绍
[0002]肝脏是人体最大的消化器官，承担着人体绝大多数外源物质的消化作用。肝脏的生理结构复杂，有特殊的双重供血系统，一部分血液从肺部组织吸收氧气后通过肝动脉流入肝脏，一部分血液经消化系统吸收营养物质后经门静脉注入肝脏，通过丰富的微血管，流入肝脏内部。肝脏内部有许多肝小叶，是肝脏组成的基本单元。肝小叶呈六边形状，中央有一条沿其长轴走行的中央静脉，肝索和肝血窦以中央静脉为中心向周围呈放射状排列。肝细胞单层排列成凹凸不平的板状结构，称肝板，肝板的断面呈索状，称肝索。现代医学工程难以在体外复刻出肝脏的复杂结构，绝大多数的仿生器官构建于复杂的工程结构，通过可设计加工的器件或是具备一定生理功能的高分子材料来增加传统二维平面培养的复杂度来模拟人体器官，实现部分已知的生理功能。然而这些方式获得的细胞或组织与人体仍存在较大的差异，人体许多的功能仍是以一种自发的形式获得而非被动获取。
[0003]传统的平面培养的细胞连接往往仅基于有限的细胞间膜接触，细胞间的联接十分有限。近年来，相当多的研究致力于提高细胞培养的维度来增强细胞的信息交流来增加细胞的体外培养功能，例如通过细胞自组装形成立体的球状，增强细胞与细胞之间的接触；培养体系中加入水凝胶，来达到提高细胞培养维度以增强细胞间相互作用的效果。但是这些方式仍有限制，球状培养的细胞会因为营养物质和氧气输送受到阻碍，而导致球体中心区域的细胞死亡，球体直径也因此被限制在200μm以下，这一尺寸大小与真实的肝脏相去甚远。如何有效的增加细胞立体培养体积，同时保证物质输送是各大器官组织工程上亟需解决的一大难题。
技术实现思路
[0004]鉴于以上所述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种多细胞链状培养装置及其在制备肝索结构中的应用，可以有效地提高细胞培养维度以及细胞间信息互联以提供细胞在体外培养的功能。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术的一方面提供一种多细胞链状培养装置，包括培养装置本体和设于所述培养装置本体的微孔阵列模块，所述微孔阵列模块包括至少两排微孔列；
[0006]每排微孔列设有依次排列的多个微孔，相邻的两个微孔之间开设有用于连通相邻两个微孔的连通通道。
[0007]在本专利技术的一些实施方式中，所述微孔为圆柱形微孔；
[0008]优选的，所述微孔的直径为200～2000微米，所述微孔的深度为200～5000微米。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，所述每排微孔列中相邻的两个微孔之间的间距为2
～10微米。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述每排微孔列中相邻的两个微孔的孔壁开设槽口用于形成连通通道；
[0011]优选的，所述槽口的开口度自所述微孔底部向微孔口部方向逐渐增大；
[0012]更优选的，所述槽口为V型槽口。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述微孔阵列模块中相邻的两排微孔列中的各个微孔依次相对设置；
[0014]优选的，相邻的两排微孔列中的各个微孔依次相对设置，相对设置的两个微孔之间的间距为10～1000微米。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述微孔阵列模块包括至少一个组微孔列；所述组微孔列至少包括两排相邻排布的微孔列，用于细胞链状培养；
[0016]优选的，各所述组微孔列之间的间距为50～50000微米；
[0017]和/或，各所述组微孔列中的微孔列以直线阵列或曲线阵列排布；
[0018]和/或，曲线阵列排布选自圆形阵列排布、椭圆形阵列排布、半圆形阵列排布、三角形阵列排布、梯形阵列排布或多边形阵列排布中的至少一种，或者其他所需要的图形进行排列。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，各所述微孔采用表面疏水试剂处理，优选的，所述疏水化试剂选用琼脂糖或Pluronic F
‑
127；
[0020]和/或，所述微孔微孔阵列模块表面涂覆有改性材料，所述改性材料为具有良好生物相容性、良好的光学通透性、易成型、且具有疏水性的材料；优选的，所述改性材料选自琼脂糖、聚乙二醇或海藻酸钠中的一种或多种组合；
[0021]和/或，所述微孔微孔阵列模块采用具有热固成型、注塑成型或光固成型的可塑材料，优选的，所述可塑材料选自聚甲基丙烯基明胶(GelMA)、聚甲氧基硅氧烷(PDMS)、聚乙二醇(PEG)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种或多种组合。
[0022]本专利技术第二方面提供一种多细胞链状培养装置的制备方法，包括如下步骤：
[0023]S1、采用计算机图形设计软件制作微孔阵列模块设计图；
[0024]S2、采用光刻、三维打印工艺或浇筑成型的工艺，制备微孔阵列模块模具或微孔阵列模块；
[0025]S3、采用预制具有热固成型、注塑成型或光固成型的可塑材料倒入所述微孔阵列模具，固化倒模得到微孔阵列模块；
[0026]所述可塑材料选自GelMA、PDMS、PEG、PMMA或PET中的至少一种；
[0027]S4、使用疏水化处理试剂对微孔阵列模块的微孔进行疏水化处理。
[0028]本专利技术第三方面为多细胞链状培养装置在以下至少一项技术特征中的应用：
[0029]A1、在组织或器官的多细胞培养中的应用；
[0030]A2、在类似肝索结构的组织或器官的多细胞培养中的应用；
[0031]A3、在肝索结构的组织或器官的多细胞培养中的应用；
[0032]A4、在制备仿生肝小叶结构中肝索结构中的应用。
[0033]本专利技术第四方面提供一种肝索或类肝索结构的多细胞链状培养方法，采用上述多细胞链状培养装置，所述培养方法包括如下步骤：
[0034]S100、分别制备第一细胞的悬液和第二细胞的悬液；所述第一细胞选自肝实质细胞、多能干细胞分化形成的肝细胞、由病人肝癌组织消化分离的原代肝细胞中的一种或多种；第二细胞选自肝窦内皮细胞、由病人肝癌组织消化分离的内皮细胞中的一种或多种；
[0035]优选的，将细胞融合度达到80％
‑
90％的第一细胞与细胞融合度达到80
‑
90％的第二细胞分别制成细胞悬液；
[0036]优选的，第一细胞和第二细胞选自具备链状细胞结构的器官；更优选的，具备链状细胞结构的器官选自肝脏、肠道或肺；
[0037]S200、将第一细胞和第一细胞按照特定的比例混合，并调整细胞悬液细胞浓度为5
×
10^4～1
×
10^7个/mL；其中，特定的比例为按照器官内细胞数量的特定的比例，将两种细胞混合配比为3：1或4：1或10：1或其他具有特殊意义的比例；
[0038]S300、向细胞悬液中添加1％～20％的基质胶材料，混合均匀；优选的，基质本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多细胞链状培养装置，其特征在于，包括培养装置本体和设于所述培养装置本体的微孔阵列模块(200)，所述微孔阵列模块(200)包括至少两排微孔列；每排微孔列设有依次排列的多个微孔(201)，相邻的两个微孔之间开设有用于连通相邻两个微孔的连通通道。2.根据权利要求1所述的多细胞链状培养装置，其特征在于，所述微孔(201)为圆柱形微孔；优选的，所述微孔(201)的直径为200～2000微米，所述微孔(201)的深度为200～5000微米。3.根据权利要求1所述的多细胞链状培养装置，其特征在于，所述每排微孔列中相邻的两个微孔(201)之间的间距为2～200微米；和/或，所述微孔阵列模块中相邻的两排微孔列之间的间距为10～1000微米。4.根据权利要求3所述的多细胞链状培养装置，其特征在于，所述每排微孔列中相邻的两个微孔(201)的孔壁开设槽口用于形成连通通道；优选的，所述槽口的开口度自所述微孔(201)底部向微孔(201)口部方向逐渐增大；更优选的，所述槽口为V型槽口(202)。5.根据权利要求1或4所述的多细胞链状培养装置，其特征在于，所述微孔阵列模块包括至少一个组微孔列；所述组微孔列至少包括两排相邻排布的微孔列，用于细胞链状培养；优选的，各所述组微孔列之间的间距为50～50000微米；和/或，各所述组微孔列中的微孔列以直线阵列或曲线阵列排布；和/或，曲线阵列排布选自圆形阵列排布、椭圆形阵列排布、半圆形阵列排布、三角形阵列排布、梯形阵列排布或多边形阵列排布中的至少一种。6.根据权利要求1所述的多细胞链状培养装置，其特征在于，各所述微孔(201)采用表面疏水试剂处理，优选的，所述疏水化试剂选用琼脂糖或Pluronic F
‑
127；和/或，所述微孔微孔阵列模块表面涂覆有改性材料，所述改性材料为具有良好生物相容性、良好的光学通透性、易成型、且具有疏水性的材料；优选的，所述改性材料选自琼脂糖、聚乙二醇或海藻酸钠中的一种或多种组合；和/或，所述微孔微孔阵列模块采用具有热固成型、注塑成型或光固成型的可塑材料，优选的，所述可塑材料选自聚甲基丙烯基明胶、聚甲氧基硅氧烷和聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种组合。7.如权利要求1
‑
【专利技术属性】
技术研发人员：葛玉卿，刘婷，赵建龙，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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