一种无泵驱动的类器官芯片制造技术

本发明专利技术涉及生物技术领域，公开了一种无泵驱动的类器官芯片，包括从上到下依次叠置的顶层

【技术实现步骤摘要】
一种无泵驱动的类器官芯片


[0001]本专利技术涉及类器官芯片
，具体涉及一种无泵驱动的类器官芯片
。

技术介绍

[0002]随着细胞生物学与类器官技术的发展，细胞三维培养技术正逐渐取代传统二维细胞培养技术
。
目前多种类型的细胞都有较强的自组装能力，如多潜能干细胞
、
肿瘤细胞
、
组织细胞等
。
三维细胞球是由多种细胞自组装形成的三维聚集体，更接近体内组织细胞的结构形态并且更有利于其功能机制的研究
。
因此三维细胞球可以被用于众多生物学以及生物医学领域的研究中，如发育学
、
病理学
、
药理学
、
癌症治疗等
。
[0003]近年来，器官芯片技术为研究不同器官的功能和机制提供了体外模型，也被广泛应用于药物或治疗方案筛选
。
类器官芯片是将“类器官”和“器官芯片”两种生命科学和工程学领域前沿技术相结合，所缔造的高通量
、
高仿生体外模型构建平台，在新药研发
、
疾病建模和个体化精准医疗等领域具有广泛应用
。
目前对于类器官的培养和药物实验基本都是在培养皿或孔板中进行的，无法模仿细胞在人体内生存的微环境
。
其次无法模拟在体内供血环境中的连续自然流动的药物递送条件，同时观测类器官相关响应的能力
。
[0004]现有技术如申请号为
2020115127265r/>公开了一种肿瘤类器官培养的药物试验的微流控系统及使用方法，包括两台泵提供液流动力，两块微流控芯片串联，第一块微流控芯片用于建立不同的药物浓度梯度环境
。
第二块芯片用于向类器官持续灌流含药培养基，最后接有一个废液收集器用于收集废液
。
较好的模拟了体内的供血环境中的连续自然流动的药物递送过程，并实时观测类器官对药物的相关响应能力
。
但是整套系统较为复杂，系统搭建过程较为繁琐，且需要泵提供液流动力，占用空间较大
。
如申请号为
2020108923373
公开了一种类器官培养芯片及使用方法
。
芯片为一个可以放置在常用的细胞培养皿和孔板内的嵌套结构，在芯片底部设有多个微孔，细胞接种到芯片后，在重力和倾斜的侧壁产生的机械力共同作用下，使细胞聚集在微孔的底部，自发形成三维细胞球，所形成的细胞球可以进一步培养形成类器官组织
。
这种方法中芯片只能进行类器官的静态培养，不支持动态灌流培养，不能模拟在体内的供血环境中的连续自然流动的药物递送条件，也无法观测类器官对持续动态灌流给药的相关响应能力
。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术存在的问题提供一种无泵驱动的类器官芯片
。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：一种无泵驱动的类器官芯片，包括从上到下依次叠置为整体结构的顶层
、
储藏层
、
中间层
、
培养基层
、
培养室层和底层；储藏层设置有培养基储藏室和与外界连通的液体蒸发室；液体蒸发室出口表面覆有
0.22 μ
m
微孔滤膜；培养室层设置有多个类器官培养室，类器官培养室连通设置在顶层的类器官培养室进液口；类器官培养室进液口依次穿过储藏层
、
中间层
、
培养基层连通类器官培养室；
培养基层设置有培养基通道，培养基通道连通液体蒸发室
、
培养基储藏室和类器官培养室
。
[0007]进一步的，所述类器官培养室阵列式排布
。
[0008]进一步的，所述类器官培养室通过类器官培养室进液通道与类器官培养室进液口连通；类器官培养室进液通道为
Y
形分叉结构
。
[0009]进一步的，所述类器官培养室设置有两排，类器官培养室进液口设置有两个分别向两排类器官培养室进液
。
[0010]进一步的，所述培养基通道和培养基储藏室通过设置在中间层的培养基储藏室出液口连通；培养基通道和液体蒸发室通过设置在中间层的液体蒸发室进液口连通
。
[0011]进一步的，所述培养基通道主体为长方形结构，两端为三角形结构，形成六边形结构；一端连通培养基储藏室出液口，另一端连通液体蒸发室进液口
。
[0012]进一步的，所述顶层上设置有培养基储藏室进液口和液体蒸发室出口
。
[0013]进一步的，所述液体蒸发室出口的面积为
0.32 cm2～
4.5 cm2。
[0014]进一步的，所述顶层
、
储藏层
、
中间层
、
培养基层
、
培养室层和底层采用透明材质，采用聚二甲基硅氧烷
、
聚苯乙烯塑料
、
聚甲基丙烯酸甲酯中的一种
。
[0015]本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术通过对液体蒸发室内培养基的蒸发作用，液体蒸发室内液体量减少，在连通器原理作用下可为芯片内流体运动提供驱动力，使培养基储藏室内的液体缓慢持续流向液体蒸发室，流经培养基通道的培养基实现对类器官培养室内类器官培养的营养物质更新和补充；（2）本专利技术使类器官芯片摆脱了对任何液体驱动力设备的依赖，凭借液体自蒸发作用和连通器的原理，可为芯片内部培养基流动提供驱动力；模拟了体内的供血环境中的连续自然流动的血液循环过程，实现对类器官培养室内的类器官进行培养基的更新和补充；（3）本专利技术可以通过不同大小的蒸发表面积实现对液体流量的控制，摆脱了芯片对设备的依赖，单块类器官芯片自身即可实现动态
3D
灌流培养
。
附图说明
[0016]图1为本专利技术装置结构示意图
。
[0017]图中：1‑
顶层，
101
‑
培养基储藏室进液口，
102
‑
类器官培养室进液口，
103
‑
液体蒸发室出口，2‑
储藏层，
201
‑
培养基储藏室，
202
‑
液体蒸发室，3‑
中间层，
301
‑
培养基储藏室出液口，
302
‑
液体蒸发室进液口，4‑
培养基层，
401
‑
培养基通道，5‑
培养室层，
501
‑
类器官培养室，
502
‑
类器官培养室进液通道，6‑
底层，7‑
微孔滤膜
。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明
。
[0019]如图1所示，一种无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种无泵驱动的类器官芯片，其特征在于，包括从上到下依次叠置为整体结构的顶层（1）
、
储藏层（2）
、
中间层（3）
、
培养基层（4）
、
培养室层（5）和底层（6）；储藏层（2）设置有培养基储藏室（
201
）和与外界连通的液体蒸发室（
202
）；液体蒸发室出口（
103
）表面覆有
0.22 μ
m
微孔滤膜（7）；培养室层（5）设置有多个类器官培养室（
501
），类器官培养室（
501
）连通设置在顶层（1）的类器官培养室进液口（
102
）；类器官培养室进液口（
102
）依次穿过储藏层（2）
、
中间层（3）
、
培养基层（4）连通类器官培养室（
501
）；培养基层（4）设置有培养基通道（
401
），培养基通道（
401
）连通液体蒸发室（
202
）
、
培养基储藏室（
201
）和类器官培养室（
501
）
。2.
根据权利要求1所述的一种无泵驱动的类器官芯片，其特征在于，所述类器官培养室（
501
）阵列式排布
。3.
根据权利要求2所述的一种无泵驱动的类器官芯片，其特征在于，所述类器官培养室（
501
）通过类器官培养室进液通道（
502
）与类器官培养室进液口（
102
）连通；类器官培养室进液通道（
502
）为
Y
形分叉结构
。4.
根据权利要求3所述的一种无泵驱动的类器官芯片，其特征在于，所述类器官培养室（
501
）设置有两排，类器官培养室进液口（
102
）设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王书崎，吴迪，武国华，颜小皓，周煜森，胡文琪，
申请(专利权)人：四川迪亚生物科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：