【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
专利
本文的教导涉及多层微流控系统和方法，即一种改良的微流控芯片，在通过释放在支柱之间形成的界面薄膜实现受控接触之前分离组织类型，以及使用该设备提供疾病治疗的方法，包括个性化医疗方法。现有技术描述为了改善疾病的治疗，研究人员利用各种动物实验来开发疾病的治疗方法。问题在于，动物往往不能有效模仿人类的病理生理学，只能部分模仿人类的重要病理变化。此外，各种动物物种被用于各种致病因子或环境中，这意味着疾病的严重程度、进展和对疗法的反应存在很大差异。动物研究不能很好地反映各种因素的影响，而这些因素的影响会影响我们治疗疾病的方法。例如，这些因素可能包括治疗对象的生理性别，包括性激素的影响，尤其是雌激素的作用。更好地了解这些因素如何影响治疗方法，有助于改进基于性别的疗法的开发等。微流控装置已被用于构建生理相关的组织和器官级功能和疾病的表征。现有技术中的微流控装置使用单通道来播种和生长一种类型的细胞，这些单通道装置在应用中受到限制。例如，单通道装置无法表现不同类型细胞之间的相互作用，包括但不限于分层血管组织。开发有效的多层系统涉及到创建和保持相邻细胞层完整性的挑战。多层系统必须提供各层之间可控的真实互动。一些现有技术中的微流控装置试图使用凝胶来保持细胞层的完整性，但层间的相互作用并不现实，因为凝胶在生理上并不存在，而且会改变可能发生的相互作用的速率，因此对相互作用的控制量受到凝胶存在的限制。技术人员会明白，哺乳动物细胞不会通过凝胶在体内运输或发送信号，因此凝胶的使用并不是真正的生理条件。至少出于上述原因，技术熟练的技术人员会喜欢拥有一种微流控装置，这种装置能够在
技术介绍
技术实现思路
0、专利技术概述
1、提供了帮助开发疾病治疗方法的系统和方法。这些系统和方法可以包括针对任何疾病的精准医学方法，也可以包括针对个体的个性化医学方法。系统和方法包括使用微流控设备，该设备可用于重建疾病过程中的组织相互作用。重建可包括多种细胞类型的相互作用、组织中细胞层之间的相互作用或这些细胞相互作用的组合。这种相互作用可提供疾病状态下相关细胞通讯的信息，以设计治疗方法，还可提供特定类型治疗或治疗组合(例如药物治疗、放射治疗或其组合)的效果信息。水性界面膜用于控制组织相互作用，在形成细胞层时，界面膜保持不变，但在需要时会释放，以便相邻通道中的细胞“层”之间进行相互作用。界面膜可控制释放，同时避免使用水凝胶稳定组织层时出现的缓慢传输。
2、在一些实施例中，提供了一种微流控系统，用于模拟受试者的细胞生理。该系统可包括微流控芯片和与第二通道相邻的第一通道。在这些实施例中，第一通道和第二通道连接到芯片上，并包括一个第一端口，用于将第一种含水细胞培养基注入第一通道；一个第二端口，用于将第二种含水细胞培养基注入第二通道；带开口的第一壁，第一通道和第二通道共用第一壁，第一壁的开口被配置为：(i)在注入第一细胞水溶液后，在第一壁的开口处形成临时/可释放的第一水界面膜；
3、(ii)在第一界面膜从开口处释放后，第一通道和第二通道之间可进行细胞通讯。
4、界面膜需要释放才能使相邻通道中的细胞进行通讯。在某些实施方案中，注入第二种细胞水溶液会导致第一层界面膜从开口处释放。
5、带有开口的壁需要配置成具有足够稳定性的界面膜，以维持相应通道中细胞层的完整性足够长的时间，从而形成仿真组织结构。在一些实施例中，界面膜可以通过注入任意一种水溶液形成。在一些实施例中，壁的配置是在注入第一种细胞水溶液时在开口处形成第一层界面膜。在一些实施例中，开口包括疏水材料，以便在注入第一种细胞水溶液时在第一壁的开口处形成第一界面膜。在一些实施例中，开口由共用一个平面的相对楔形边缘勾勒，以便在注入第一细胞水溶液时在开口处形成第一界面膜。在一些实施例中，开口的形状选自圆形和椭圆形。在一些实施例中，开口由多边形结构勾勒，该结构在开口的至少两个相对侧提供相对的边缘，其中相对的边缘共享一个平面，以便在注入第一细胞水溶液时在第一壁的开口处建立第一界面膜。在某些实施例中，第一壁的开口是沿着一系列柱的相邻柱之间的空间；其中，一系列柱中的每个柱都有一个至少与芯片基本法线的中心轴，每对相邻柱都提供一对共用一个平面的相对边缘，以便在注入第一细胞水溶液时在第一壁的开口处建立第一界面膜。
6、在某些实施方案中，系统可包括三种或更多种不同的细胞类型，以模拟更复杂的组织结构。在这些实施方案中，系统进一步包括第三通道；以及第三端口，配置用于将第三种细胞水溶液注入第三通道。系统包括带开口的第二壁，第二壁由第二通道和第三通道共享，第二壁上的开口被配置为：(i)在注入第三细胞水溶液后，在第二壁的开口处形成临时的第二水界面膜；(ii)在界面膜从开口处释放后，允许第二通道和第三通道之间发生细胞通讯。
7、系统可以设计成具有单独的注射口和通道，用于向细胞提供生长介质和注射药物，以测试仿真组织结构对药物的反应。因此，在某些实施方案中，系统可以进一步包括一个具有生长介质端口的生长介质通道。界面膜可包括生长介质。
8、同样，系统可以设计为多个生长介质端口，每个端口用于供应细胞介质以喂养细胞和选择要测试的药物。因此，在某些实施例中，系统可进一步包括具有第一生长介质端口并与第一通道相通的第一生长介质通道，以及具有第二生长介质端口并与第二通道相通的第二生长介质通道。
9、这些系统旨在代表患病组织的生理环境。因此，在某些实施方案中，提供了一种在受试者中模拟疾病的方法。这些方法可以包括获得本文教导的系统之一；将第一细胞水溶液注入第一通道以引入疾病的第一细胞，注入形成横跨第一壁开口的临时第一水界面膜；以及将第二细胞水溶液注入第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于模拟受试者细胞生理机能的微流控系统，该系统包括：
2.如权利要求1所述的系统，其中所述第二细胞水溶液的注入会导致所述第一界面膜从所述开口处释放。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述壁配置为当注入所述第一细胞水溶液时在所述开口处形成所述第一界面膜。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述开口包括疏水材料，用于在注入所述第一细胞水溶液时在所述第一壁的所述开口处形成所述第一界面膜。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述开口由相对的楔形边缘勾勒，这些边缘共享一个平面，以便在注入所述第一细胞水溶液时在所述开口处形成所述第一层界面膜。
6.如权利要求4所述的系统，其中所述开口的形状选自圆形和椭圆形。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述开口由多边形结构勾勒，所述结构在所述开口的至少两个相对侧提供相对边缘，其中所述相对边缘共享一个平面，以便在注入所述第一细胞水溶液时在所述第一壁的所述开口处形成所述第一界面膜。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述第一壁的所述开口是沿一系列柱的相邻柱之间的空间；其中<...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于模拟受试者细胞生理机能的微流控系统，该系统包括：
2.如权利要求1所述的系统，其中所述第二细胞水溶液的注入会导致所述第一界面膜从所述开口处释放。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述壁配置为当注入所述第一细胞水溶液时在所述开口处形成所述第一界面膜。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述开口包括疏水材料，用于在注入所述第一细胞水溶液时在所述第一壁的所述开口处形成所述第一界面膜。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述开口由相对的楔形边缘勾勒，这些边缘共享一个平面，以便在注入所述第一细胞水溶液时在所述开口处形成所述第一层界面膜。
6.如权利要求4所述的系统，其中所述开口的形状选自圆形和椭圆形。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述开口由多边形结构勾勒，所述结构在所述开口的至少两个相对侧提供相对边缘，其中所述相对边缘共享一个平面，以便在注入所述第一细胞水溶液时在所述第一壁的所述开口处形成所述第一界面膜。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述第一壁的所述开口是沿一系列柱的相邻柱之间的空间；其中...
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