一种支架微桥-微流控芯片及生物活性材料的细胞迁移能力评价方法技术

本发明专利技术提供一种支架微桥

【技术实现步骤摘要】
一种支架微桥
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微流控芯片及生物活性材料的细胞迁移能力评价方法


[0001]本专利技术涉及生物医学实验器械
，特别涉及一种支架微桥
‑
微流控芯片及生物活性材料的细胞迁移能力评价方法。

技术介绍

[0002]生物活性陶瓷作为医疗器械可以满足特定的临床需求。例如，研究已经产生了具有优异的骨诱导、骨传导性和生物相容性的陶瓷材料。再生医学扩展的组织诱导在临床实践中扩展了修复概念的边界。以三维(3D)打印技术为代表的技术的引入，为解决复杂/复合材料、多组织器官协同、特定部位个性化修复等难题创造了条件。生物活性陶瓷已成为医疗器械中必不可少的一类。
[0003]细胞迁移对生物活性材料骨组织修复功能的实现起着至关重要的作用。根据ISO 19090:2018和中国国家标准YY/T 1744
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2020，测试生物活性材料的细胞迁移能力的标准方法有三种：一种是将细胞悬浮液滴到材料表面，测试细胞悬浮液在重力作用下的穿透能力。另一种是在细胞悬浮液中加入材料，通过摇动驱使细胞吸附在材料上。第三种是将材料覆盖在细胞层上，让细胞迁移到材料上并增殖。这三种方法缺乏体液的动态循环，无法模拟体内微环境下的细胞迁移。体液足以携带细胞通过植入物材料和宿主骨组织之间的小间隙。
[0004]因此，目前的细胞迁移能力评价方法存在很大的局限性。建立能够模拟体内微环境，准确控制液体动态循环的体外细胞迁移模型是至关重要的。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种支架微桥
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微流控芯片及生物活性材料的细胞迁移能力评价方法，该芯片能够为生物活性材料提供模拟的体内微环境，从而在体外能准确的对生物活性材料进行研究和评价。具体
技术实现思路
如下：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种支架微桥
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微流控芯片，包括：基底1，位于所述基底之上的中间夹层2，以及覆盖所述中间夹层的盖片3；
[0007]其中，所述基底1靠近所述中间夹层2的一侧设置有培养流道101和位于培养流道101两侧的迁移流道102；
[0008]在所述培养流道101与每个所述迁移流道102之间预留有多个贯通的微桥区域103；
[0009]多个所述微桥区域103嵌入支架微桥，用于重建微流控芯片结构，包括：
[0010]多个所述微桥区域103嵌入不同种类的所述支架微桥，用于对不同种类的所述支架微桥所引起的细胞行为进行研究或评价；或
[0011]多个所述微桥区域103用于放置相同种类的所述支架微桥，用于对相同种类的所述支架微桥所引起的细胞行为进行研究或评价；
[0012]所述支架微桥由生物活性材料制成；
[0013]所述支架微桥与所述微桥区域103相接触的区域密封。
[0014]可选地，所述培养流道101和位于培养流道101两侧的迁移流道102呈阵列排布；
[0015]多个所述微桥区域103包括第一微桥1031和第二微桥1032；
[0016]所述第一微桥1031和所述第二微桥1032呈对称设置。
[0017]可选地，所述培养流道101和每个所述迁移流道102的两端分别设置有进液口106和出液口107；
[0018]所述盖板3和所述中间夹层2上分别开设有与每个流道的进液口106对应的第一通孔1061，以及与每个流道的出液口107对应的第二通孔1071，以使每个流道均与外部灌流系统相连通。
[0019]可选地，所述中间夹层2由柔性有机聚合材料制成，所述基底1和盖片3由硬质有机聚合材料制成；所述基底1、中间夹层2以及盖片3之间通过紧固构件连接，以便于更换所述支架微桥。
[0020]可选地，所述支架微桥由生物活性材料和水凝胶组成；所述生物活性材料包括：生物活性陶瓷材料、金属材料、高分子材料以及复合材料中的任意一种。
[0021]可选地，所述支架微桥的孔径为500μm，所述支架微桥的孔隙率为50％。
[0022]可选地，所述支架微桥通过发泡法、3D打印或飞秒激光刻蚀工艺制备得到。
[0023]可选地，所述支架微桥的尺寸与所述微桥区域103的尺寸相适配，以实现对所述微桥区域103的密封封堵。
[0024]第二方面，本专利技术提供一种生物活性材料的细胞迁移能力评价方法，所述方法适用于上述第一方面所述的支架微桥
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微流控芯片，包括：
[0025]向多个微桥区域103嵌入支架微桥，完成重建微流控芯片结构；
[0026]在培养流道101接种细胞，在迁移流道102中注入生长因子；
[0027]连接所述微流控芯片与灌流系统，所述灌流系统向所述培养流道和所述迁移流道连续或间断的供应培养基液，以进行体内的局部微环境复现；
[0028]分析通过支架微桥进入迁移流道并粘附于内壁的活细胞的数量；
[0029]基于所述活细胞的数量，确定生物活性材料的细胞迁移能力值。
[0030]可选地，当所述多个微桥区域103中嵌入不同种类的支架微桥时，所述培养流道101接种相同种类的细胞；
[0031]当所述多个微桥区域103中嵌入相同种类的支架微桥时，所述培养流道101接种不同种类的细胞。
[0032]本专利技术提供一种支架微桥
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微流控芯片，包括：基底1，位于所述基底之上的中间夹层2，以及覆盖所述中间夹层的盖片3；其中，所述基底1靠近所述中间夹层2的一侧设置有培养流道101和位于培养流道101两侧的迁移流道102；在所述培养流道101与每个所述迁移流道102之间预留有多个贯通的微桥区域103；多个所述微桥区域103嵌入支架微桥，用于重建微流控芯片结构，包括：多个所述微桥区域103嵌入不同种类的所述支架微桥，用于对不同种类的所述支架微桥所引起的细胞行为(细胞迁移能力)进行研究或评价；或，多个所述微桥区域103用于放置相同种类的所述支架微桥，用于对相同种类的所述支架微桥所引起的细胞行为(细胞迁移能力评)进行研究或评价；所述支架微桥由生物活性材料制成。本专利技术通过对微流控芯片的结构进行重构，将生物活性材料制成的支架微桥(生物活性材料如磷
酸钙陶瓷)直接作为芯片结构的一部分，在连接外部灌注装置后可得到用于模拟人体微环境的体外芯片系统。该芯片系统可用来研究各种生物活性材料的细胞迁移能力，为生物活性材料的研究和评价提供可靠依据。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1示出了本专利技术实施例提供的微流控芯片的分层结构示意图；
[0035]图2示出了本专利技术实施例提供的微流控芯片中基底的结构示意图；
[0036]图3示出了本专利技术实施例提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支架微桥
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微流控芯片，其特征在于，包括：基底(1)，位于所述基底之上的中间夹层(2)，以及覆盖所述中间夹层的盖片(3)；其中，所述基底(1)靠近所述中间夹层(2)的一侧设置有培养流道(101)和位于培养流道(101)两侧的迁移流道(102)；在所述培养流道(101)与每个所述迁移流道(102)之间预留有多个贯通的微桥区域(103)；多个所述微桥区域(103)嵌入支架微桥，用于重建微流控芯片结构，包括：多个所述微桥区域(103)嵌入不同种类的所述支架微桥，用于对不同种类的所述支架微桥所引起的细胞行为进行研究或评价；或多个所述微桥区域(103)用于放置相同种类的所述支架微桥，用于对相同种类的所述支架微桥所引起的细胞行为进行研究或评价；所述支架微桥由生物活性材料制成；所述支架微桥与所述微桥区域(103)相接触的区域密封。2.根据权利要求1所述的支架微桥
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微流控芯片，其特征在于，所述培养流道(101)和位于培养流道(101)两侧的迁移流道(102)呈阵列排布；多个所述微桥区域(103)包括第一微桥(1031)和第二微桥(1032)；所述第一微桥(1031)和所述第二微桥(1032)呈对称设置。3.根据权利要求1所述的支架微桥
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微流控芯片，其特征在于，所述培养流道(101)和每个所述迁移流道(102)的两端分别设置有进液口(106)和出液口(107)；所述盖板(3)和所述中间夹层(2)上分别开设有与每个流道的进液口(106)对应的第一通孔(1061)，以及与每个流道的出液口(107)对应的第二通孔(1071)，以使每个流道均与外部灌流系统相连通。4.根据权利要求1所述的支架微桥
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微流控芯片，其特征在于，所述中间夹层(2)由柔性有机聚合材料制成，所述基底(1)和盖片(3)由硬质有机聚合材料制成；所述基底(1)、中间夹层(2)以...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁暾，叶胜，倪潘显志，熊书婷，钟萌，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：