本实用新型专利技术提供了一种模拟毒素穿过血脑屏障对神经干细胞毒性的微流控装置，属于医学模拟与应用技术领域，该微流控装置包括粘合的上载体和下载体；在上载体上设有向下载体延伸的内皮细胞培养槽，与内皮细胞培养槽水平连通有第一微通道，在内皮细胞培养槽底部设有向下延伸的主干微通道；在下载体的台阶表面上设有神经干细胞培养槽、在神经干细胞培养槽底部固定有氧化石墨烯多孔细胞支架，神经干细胞培养槽与主干微通道之间连通有第二微通道；氧化石墨烯多孔细胞支架用于负载和培养待测神经干细胞；第一微通道还连通有毒素加入口。本实用新型专利技术提供的微流控装置能够快速、准确地研究毒素暴露对大脑神经干细胞增殖和分化的影响，为相关疾病的预防和治疗提供参考。相关疾病的预防和治疗提供参考。相关疾病的预防和治疗提供参考。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟毒素穿过血脑屏障对神经干细胞毒性的微流控装置
[0001]本技术属于医学模拟与应用
，具体涉及一种模拟毒素穿过血脑屏障对神经干细胞毒性的微流控装置。
技术介绍
[0002]在大脑和脑血管之间有屏障组织的存在，称为“血脑屏障”。血脑屏障可调节细胞、分子、营养物质等进出大脑以维持整个脑微环境的稳定性。研究发现，很多脑部异常和脑部疾病都与血脑屏障的破坏有关，也有很多疾病随着恶性程度的发展能够破坏血脑屏障。但是，由于血脑屏障对屏障外分子的特异性转运和屏障作用，很多药物或外界毒素不能顺利通过血脑屏障，进而无法对相应脑部破坏和疾病进行有效的模拟和治疗。因此，根据体内血脑屏障的结构和功能特性，体外建立稳定有效的血脑屏障模型，对于进一步研究体外毒素对细胞毒性的影响和治疗至关重要。
[0003]目前，针对研究大脑神经干细胞的体外实验研究模型存在诸多技术难点，，致使目前的建立研究外界毒素对神经干细胞毒性的血脑屏障模型与实际生理特征差距较大的情况，无法对神经发育相关疾病的预防和治疗研究提供可靠的理论参考与支持。
技术实现思路
[0004]本技术实施例提供一种模拟毒素穿过血脑屏障对神经干细胞毒性的微流控装置，该微流控装置能够快速、高效、准确地研究毒素暴露对大脑神经干细胞增殖和分化的影响的研究，可以为研究因相关毒素暴露所导致的早期神经系统发育异常受到影响而引起相关的疾病的预防和治疗提供参考。
[0005]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种模拟毒素穿过血脑屏障对神经干细胞毒性的微流控装置，包括用于模拟体内微环境的聚二甲基硅氧烷载体，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷载体包括相互粘合的上载体和下载体，所述上载体在下载体上表面、并与所述下载体呈台阶状设置；
[0006]在所述上载体上设有向所述下载体延伸的内皮细胞培养槽，与所述内皮细胞培养槽水平连通有第一微通道，在所述内皮细胞培养槽底部设有向下延伸的主干微通道；其中，所述内皮细胞培养槽底部用于铺设小鼠脑微血管内皮活性细胞层，所述内皮细胞培养槽用于加入血管内皮细胞培养液；
[0007]在所述下载体的台阶表面上设置2个以上神经干细胞培养槽、在所述神经干细胞培养槽底部固定有氧化石墨烯多孔细胞支架，所述神经干细胞培养槽与所述主干微通道之间连通有第二微通道；其中，所述氧化石墨烯多孔细胞支架用于负载待测神经干细胞；
[0008]与所述第一微通道还连通有毒素加入口，待测毒素通过所述毒素加入口进入所述内皮细胞培养槽、并经所述小鼠脑微血管内皮活性细胞层及所述主干微通道和第二微通道进入所述神经干细胞培养槽。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述第一微通道设置在所述上载体与下载体的粘合
处，且所述第一微通道高于所述内皮细胞培养槽的槽底；所述毒素加入口通过向下的第三微通道与所述第一微通道连通。
[0010]在一种可能的实现方式中，在所述内皮细胞培养槽的两端设置2个所述第一微通道及与所述第一微通道连通的2个毒素加入口。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述下载体包括相互扣合的第一下载体和第二下载体，所述第二微通道设置在所述第一下载体和第二下载体的扣合处，且所述第二微通道高于所述神经干细胞培养槽的槽底。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述主干微通道自所述内皮细胞培养槽底部竖直向下延伸至与所述第二微通道连通。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述神经干细胞培养槽设置2
‑
4个，每个所述神经干细胞培养槽通过与其匹配的第二微通道与所述主干微通道连通。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述神经干细胞培养槽延伸至所述第二下载体。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述内皮细胞培养槽为内径为0.4
‑
1cm的圆形凹槽，所述神经干细胞培养槽为内径为0.8
‑
2cm的圆形凹槽。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述小鼠脑微血管内皮活性细胞层为单层细胞。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述氧化石墨烯多孔细胞支架内部的孔结构的孔径大小为30
‑
50μm。
[0018]相对于现有技术，本技术的有益效果为：本技术利用上述特殊的微流控装置结构结合小鼠脑微血管内皮细胞层、氧化石墨烯多孔细胞支架以及神经干细胞的生长特性，设计出一种可准确模拟体内微环境的新型微流控神经干细胞培养系统及外界毒素对体内神经干细胞的毒性，为与神经系统发育相关的生物学及医学领域的研究提供有效的体外实验模型。
[0019]本技术的微流控装置尤其适用于快速、高效、准确的模拟研究PM
2.5
暴露对神经干细胞增殖和分化的影响，为研究因PM
2.5
暴露所致神经系统发育异常而引起相关疾病的预防和治疗提供参考。
[0020]此外，本技术提供的微流控装置还具有以下优势：在微流控装置上实现了细胞的区域化培养及多种类细胞空间分层共培养，允许细胞和细胞外微环境的模式化结合，通过微流控通道将细胞和细胞外微环境连接，实现介质循环；可以精确地控制细胞外基质成分或者培养基的浓度梯度，以模拟细胞外基质的供给和分布，确保细胞与细胞外基质的精准作用；还原细胞在体内的三维空间生长模式以获得更多的天然细胞属性。
附图说明
[0021]图1为本技术实施例提供的模拟毒素穿过血脑屏障对神经干细胞毒性的微流控装置示意图；
[0022]图2为本技术实施例提供的模拟毒素穿过血脑屏障对神经干细胞毒性的微流控装置沿主干微通道的轴线纵切的纵切面图；
[0023]图3是本技术实施例提供的模拟毒素穿过血脑屏障对神经干细胞毒性的微流控装置沿第一微通道的轴线纵切的纵切面图；
[0024]附图标记说明：
[0025]1、上载体，11、内皮细胞培养槽，12、第一微通道，13、毒素加入口，14、第三微通道，2、第一下载体，21、神经干细胞培养槽，22、主干微通道，3、第二下载体，31、第二微通道。
具体实施方式
[0026]为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。请参阅图1、2和3，一种模拟毒素穿过血脑屏障对神经干细胞毒性的微流控装置，包括用于模拟体内微环境的聚二甲基硅氧烷载体，聚二甲基硅氧烷载体包括相互粘合的上载体1和下载体，上载体1在下载体上表面、并与下载体呈台阶状设置；
[0027]在上载体1上设有向下载体延伸的内皮细胞培养槽11，与内皮细胞培养槽11水平连通有第一微通道12，在内皮细胞培养槽11底部设有向下延伸的主干微通道22；其中，内皮细胞培养槽11底部用于铺设小鼠脑微血管内皮活性细胞层，内皮细胞培养槽11用于加入血管内皮细胞培养液；
[0028]在下载体的台阶表面上设置2个以上本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟毒素穿过血脑屏障对神经干细胞毒性的微流控装置，包括用于模拟构建体内微环境的聚二甲基硅氧烷载体，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷载体包括相互粘合的上载体和下载体，所述上载体在下载体上表面、并与所述下载体呈台阶状设置；在所述上载体上设有向所述下载体延伸的内皮细胞培养槽，与所述内皮细胞培养槽水平连通有第一微通道，在所述内皮细胞培养槽底部设有向下延伸的主干微通道；其中，所述内皮细胞培养槽底部用于铺设小鼠脑微血管内皮活性细胞层，所述内皮细胞培养槽用于加入血管内皮细胞培养液；在所述下载体的台阶表面上设置2个以上神经干细胞培养槽、在所述神经干细胞培养槽底部固定有氧化石墨烯多孔细胞支架，所述神经干细胞培养槽与所述主干微通道之间连通有第二微通道；其中，所述氧化石墨烯多孔细胞支架用于负载待测神经干细胞；所述第一微通道还连通有毒素加入口，待测毒素通过所述毒素加入口进入所述内皮细胞培养槽、并经所述小鼠脑微血管内皮活性细胞层及所述主干微通道和第二微通道进入所述神经干细胞培养槽。2.如权利要求1所述的模拟毒素穿过血脑屏障对神经干细胞毒性的微流控装置，其特征在于，所述第一微通道设置在所述上载体与下载体的粘合处，且所述第一微通道高于所述内皮细胞培养槽的槽底；所述毒素加入口通过向下的第三微通道与所述第一微通道连通。3.如权利要求2所述的模拟毒素穿过血脑屏障对神经干细胞毒性的微流控装置，其特征在于，在所述内皮细胞培养槽的两端设置2个所述第一微通道及与所述第一微通道连通的2个毒素加入口。4.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：牟颖，张莹，唐大镜，陈凤格，常会云，关茗洋，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：
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