【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物芯片领域，特别涉及一种微弦生物力学芯片及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着力学、材料、工程和生物医学等的交叉融合，越来越多的研究者致力于从力学角度分析和解决生物医学中的问题，这为与人类健康密切相关的科学研究和疾病的防治提供了新的思路。生物力学芯片作为一种先进的仿生微系统，已成为研究生物力学问题的一种重要手段。其中，基于生物力学芯片的工程化牵张组织为牵张刺激的力学生物学研究提供了强有力的技术支持。为了在牵张组织构建过程中对其施加力学刺激以研究细胞的力学生物学响应，需要对芯片的结构进行设计以锚定组织、施加约束和力学拉伸作用，现有的芯片锚定方法主要分为化学锚定和物理锚定两类。
2、化学锚定通过建立水凝胶与锚定材料之间的化学交联来固定水凝胶，但是这种方法的普适性较低，水凝胶的材料和类型不同，需要的化学交联手段也不同；物理锚定主要是通过芯片两端的夹具来固定水凝胶，或者将水凝胶设计成类似于跑道的环状，以便用两根杆锚定水凝胶并实现力学拉伸，这种方法普适性较高但对水凝胶的力学特性要求较高，在夹持和拉伸的过程中易对水凝胶造成破坏，并且难以得到较小尺度的组织微结构。随着微纳制造技术的发展，基于弹性微柱或微弦的方法受到了越来越多的关注，但现有方法仍存在制备条件和成本高、可操作性欠佳和不易推广应用等问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种微弦生物力学芯片的制备方法，包括以下步骤，
2、s1、提供横向或纵向侧面带有通孔的第一模板
3、s2、在第一模板制备若干贯穿的空腔并使所述空腔内至少有两个通孔穿过，得到第二模板；
4、s3、使用条状固体穿过第二模板的通孔，随后使用牺牲材料填充第二模板的空腔，固化后去除条状固体，脱除第二模板得到第三模板，其中牺牲材料加入体积大于空腔体积；
5、s4、使用可固化材料对所述第三模板进行填充并固化，随后去除第三模板，得到微弦生物力学芯片。
6、进一步地，步骤s1的第一模板由质量比4～40：1混合的聚二甲基硅氧烷和固化剂固化得到，固化温度为40～100℃。
7、进一步地，步骤s3中的牺牲材料包括质量浓度为10％～40％的明胶水溶液、海藻酸盐水溶液、透明质酸水溶液中的至少一种。
8、进一步地，步骤s3中固化温度为0～10℃。
9、进一步地，步骤s4中可固化材料为热固化材料或光固化材料；
10、进一步地，步骤s4中通过浸在50～80℃水中去除第三模板。
11、本专利技术也提供了一种上述的制备方法采用的模具，所述模具包括由下至上组合的下盖板、结构框、铺板和上盖板；
12、所述结构框包括主体，主体的中间有第一储物空间，主体的横向或纵向设置有可贯穿第一储物空间的微槽，所述结构框用于装填热固性材料或牺牲材料和形成通孔；
13、所述铺板包括板体，板体的中间有第二储物空间，第一储物空间和第二储物空间的底面积相等，结构框和铺板的底面积相等；
14、所述上盖板设置有注液孔和排气孔。
15、进一步地，所述微槽的直径为0.15～0.55mm，需要比条状固体的直径略大。
16、进一步地，通孔可以由条状固体穿过微槽后贯穿聚二甲基硅氧烷(pdms)和固化剂的混合物并在混合物固化后抽离条状固体而得到；所述条状固体与通孔大小匹配，其直径为0.1～0.5mm，所述条状固体包括针灸针、碳纤维束、玻璃棒等。
17、本专利技术也提供了一种微弦生物力学芯片，使用上述的制备方法制备得到。
18、本专利技术还提供了一种上述的微弦生物力学芯片在组织牵张拉伸应力检测的应用。
19、相对于现有技术，本专利技术具有以下的有益效果：
20、本专利技术首先使用模具制备一个带有通孔的第一模板，随后在第一模板上切割形成空腔，并使空腔内至少有两个通孔穿过得到第二模板；用条形固体穿过第二模板后在空腔中填充牺牲材料，固化后去除条状固体，脱除第二模板得到第三模板，得到牺牲性的模板，用可固化材料填充牺牲性模板后去除牺牲性模板，即可得到微弦尺寸可控、光滑度高的微弦生物力学芯片。本专利技术可以制备光滑度高的微弦生物力学芯片，使用其进行培养可以改变施加在水凝胶上的力学约束，获得更加多样和精确的结果。
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1.一种微弦生物力学芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述微弦生物力学芯片的制备方法，其特征在于，步骤S1的第一模板由质量比4～40：1混合的聚二甲基硅氧烷和固化剂固化得到，所述固化温度为40～100℃。
3.根据权利要求1所述微弦生物力学芯片的制备方法，其特征在于，步骤S3中的牺牲材料包括质量浓度为10％～40％的明胶水溶液、海藻酸盐水溶液、透明质酸水溶液中的至少一种。
4.根据权利要求1所述微弦生物力学芯片的制备方法，其特征在于，步骤S3中固化温度为0～10℃。
5.根据权利要求1所述微弦生物力学芯片的制备方法，其特征在于，步骤S4中可固化材料为热固化材料或光固化材料。
6.根据权利要求3所述微弦生物力学芯片的制备方法，其特征在于，步骤S4中通过浸在50～80℃水中去除第三模板。
7.一种权利要求1～6任一项所述的制备方法采用的模具，其特征在于，所述模具包括由下至上组合的下盖板、结构框、铺板和上盖板；
8.根据权利要求7所述模具，其特征在于，所述微槽的直径为0.15
9.一种微弦生物力学芯片，其特征在于，使用权利要求1～7任一项所述的制备方法制备得到。
10.一种权利要求9所述的微弦生物力学芯片在组织牵张拉伸应力检测的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种微弦生物力学芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述微弦生物力学芯片的制备方法，其特征在于，步骤s1的第一模板由质量比4～40：1混合的聚二甲基硅氧烷和固化剂固化得到，所述固化温度为40～100℃。
3.根据权利要求1所述微弦生物力学芯片的制备方法，其特征在于，步骤s3中的牺牲材料包括质量浓度为10％～40％的明胶水溶液、海藻酸盐水溶液、透明质酸水溶液中的至少一种。
4.根据权利要求1所述微弦生物力学芯片的制备方法，其特征在于，步骤s3中固化温度为0～10℃。
5.根据权利要求1所述微弦生物力学芯片的制备方法，...
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