器官芯片的冷冻保存方法技术

本发明专利技术涉及具有三维组织结构以及功能的器官芯片(Organ

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】器官芯片的冷冻保存方法


[0001]本专利技术涉及具有三维组织结构以及功能的器官芯片(Organ
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chip)的冷冻保存以及解冻方法。具体为，涉及将具有包括细胞以及水凝胶的微通道结构的器官芯片进行冷冻保存以及解冻的方法，在冷冻保存以及解冻前后，能够维持三维组织的结构以及功能，从而购买冷冻的器官芯片的实际使用者(end user)在解冻之后能够容易使用。

技术介绍

[0002]器官芯片(Organ
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chip)是通过在小的芯片培养构成特定器官的细胞组织，从而模拟该器官的形态以及生理特性来实现所希望的功能的技术。可以利用器官芯片详细研究特定器官的细胞组织的活动以及在微环境下的物理化学反应的机制，而且可以用作用于评价新药开发的药物毒性以及功效的模型。
[0003]单纯的细胞或者二维结构的器官芯片的冷冻保存以及解冻可以利用目前公知的方法。一般，以往的细胞冷冻是将细胞进行酶处理，从而将细胞分散至冷冻保存液内，制成浮游状态之后来进行，作为浮游细胞组织体的类器官或者球状体等的冷冻也是通过相同的方法进行。当以浮游状态分散至冷冻保存液内时，含有相比细胞的量充分多的量的冷冻保存液而能够在热传递方面完成均匀的传递，从而技术上的考虑事项相对少，因此可以使用以往的细胞冷冻方法(Han,Sung
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Hoon,et al.World journal of gastroenterology 23.6(2017):964；He,Andy,et al.Biopreservation and biobanking 18.3(2020):222
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227；以及Clinton,James,and Penney McWilliams
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Koeppen.Current protocols in cell biology 82.1(2019):e66)。
[0004]然而，与所述浮游细胞组织体不同的是，实现三维器官组织的结构和功能的器官芯片(以下，“三维器官芯片”)是通过基于微流体设计的细胞组织体来模拟器官内存在的细胞组织的结构和功能，因此技术上的考虑事项多，而难以应用以往的一般的冷冻保存方法。
[0005]即，在热传递以及冷冻保护剂的扩散传递方面，所述浮游细胞组织体的热以及保护剂传递出现放射状的一维现象，与此相反地，在三维器官芯片中，随着复杂的通道形状而出现三维。另外，当为完成与体内类似形态的三维细胞培养的三维器官芯片时，利用细胞外基质(ECM)，因此，由于所述ECM经历冷冻以及解冻时产生的膨胀和收缩而形成在组织内部的细胞的网络连接被断开，导致不能原样维持细胞组织体的功能以及结构。因此，与以往的细胞以及浮游细胞组织体的冷冻不同，在三维器官芯片的冷冻保存方法中，需要考虑各种技术上的问题。
[0006]在所述浮游细胞组织体中，利用组织体的大小、构成细胞的存活率、构成细胞的蛋白质表达等来评价组织的功能保存，与此相反地，在形成在三维器官芯片的组织中，利用细胞
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细胞间接触以及结合力、组织的物质渗透率、特定细胞的极化(polarization)等进一步评价组织的功能。这种仅是三维器官芯片的组织功能在人体内药物渗透率、药物功效以及毒性评价以及预测中属于非常重要的指标，在三维器官芯片的冷冻以及解冻过程中，维持所述组织的结构以及功能是极其重要的。然而，目前为止尚未出现能够维持所述结构以及
功能的器官芯片的冷冻保存以及解冻方法。
[0007]因此，本专利技术人开发出在三维器官组织的冷冻保存以及解冻之后也能维持冷冻前所具有的器官组织的结构以及功能的方法，由此完成了本专利技术。
[0008]【现有技术文献】
[0009]【专利文献】
[0010](专利文献0001)韩国公开专利公报第10
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2017
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0139048号
[0011]【非专利文献】
[0012](非专利文献0001)Han,Sung
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Hoon,et al."Long
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termculture
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induced phenotypic difference and efficient cryopreservation of small intestinal organoids by treatment timing of Rho kinase inhibitor."World journal of gastroenterology 23.6(2017):964
[0013](非专利文献0002)He,Andy,et al."Cryopreservation of viable human tissues:Renewable resource for viable tissue,cell lines,and organoid development."Biopreservation and biobanking 18.3(2020):222
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227
[0014](非专利文献0003)Clinton,James,and Penney McWilliams
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Koeppen."Initiation,expansion,and cryopreservation of human primary tissue
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derived normal and diseased organoids in embedded three
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dimensional culture."Current protocols in cell biology 82.1(2019):e66

技术实现思路

[0015]技术课题
[0016]本专利技术的目的在于，在经过将实现特定器官或者组织的结构和功能的器官芯片进行冷冻保存的过程之后，对其进行冷冻以及解冻之后也依旧保全冷冻之前所具有的特定器官或者组织的结构的功能，从而使实际使用者(end user)在实验室、研究所、制药公司等进行解冻之后，能够容易使用器官芯片(Organ
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chip)。
[0017]另外，本专利技术的目的在于，即便在冷冻以及解冻之后也能保全在三维器官芯片的组织功能中作为评价细胞
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细胞间结合力、组织的物质渗透率等的代表性的指标的TEER(跨上皮电阻；Transepithelial electrical resistance)值。
[0018]技术方案
[0019]本专利技术提供一种器官芯片的冷冻保存方法，其包括：制造器官芯片的步骤，所述器官芯片包括器官芯片组织部以及器官芯片屏障部，所述器官芯片组织部包括包括细胞以及水凝胶的微通道结构的第二通道，所述器官本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种器官芯片的冷冻保存方法，其包括：制造器官芯片的步骤，所述器官芯片包括器官芯片组织部以及器官芯片屏障部，所述器官芯片组织部包括包括细胞以及水凝胶的微通道结构的第二通道，所述器官芯片屏障部包括包括细胞的微通道结构的第一通道；向所述器官芯片屏障部中包括的微通道灌流含有冷冻保护剂的保存液的步骤；冷藏保存所述器官芯片的步骤；以及冷却所述器官芯片进行冷冻的步骤。2.根据权利要求1所述的器官芯片的冷冻保存方法，其特征在于，所述冷冻保护剂为二甲基亚砜或者丙三醇。3.根据权利要求1所述的器官芯片的冷冻保存方法，其特征在于，所述冷冻保护剂为二甲基亚砜。4.根据权利要求3所述的器官芯片的冷冻保存方法，其特征在于，在所述保存液中，所述二甲基亚砜的浓度为3v/v％以上。5.根据权利要求3所述的器官芯片的冷冻保存方法，其特征在于，在所述保存液中，所述二甲基亚砜的浓度为5v/v％以上。6.根据权利要求3所述的器官芯片的冷冻保存方法，其特征在于，在所述保存液中，所述二甲基亚砜的浓度为10v/v％。7.根据权利要求1所述的器官芯片的冷冻保存方法，其特征在于，冷藏保存所述器官芯片不足30分钟。8.根据权利要求1所述的器官芯片的冷冻保存方法，其特征在于，冷藏保存所述器官芯片10至20分钟。9.根据权利要求1所述的器官芯片的冷冻保存方法，其特征在于，在4℃下冷藏保存所述器官芯片15分钟。10.根据权利要求1所述的器官芯片的冷冻保存方法，其特征在于，所述保存液进一步包括胎牛血清。11.根据权利要求1所述的器官芯片的冷冻保存方法，其特征在于，所述器官芯片屏障部进一步包括位于第二通道的侧面的微通道结构的侧面通道。12.根据权利要求1所述的器官芯片的冷冻保存方法，其特征在于，所述第一通道包括组织屏障细胞。13.根据权利要求12所述的器官芯片的冷冻保存方法，其特征在于，所述组织屏障细胞包括血管内皮细胞；皮肤细胞；癌细胞；分泌腺细胞；肌细胞；以及支气管、大肠、小肠、胰腺或者肾脏的上皮细胞。14.根据权利要求1所述的器官芯片的冷冻保存方法，其特征在于，所述器官芯片在第一通道和第二通道之间进一步包括支架。15.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁训硕，
申请(专利权)人：梅普斯根有限公司，
类型：发明
国别省市：