【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医用血管，具体涉及一种预应力血管芯片。
技术介绍
1、血管芯片是一种典型的微流控芯片。血管芯片技术除了具有小型化、集成化、低功耗等特点外，还可以精确控制多个系统参数。如化学浓度梯度、流体剪切力，以及构建细胞图形培养、组织-组织界面相互作用等，模拟人体血管的复杂结构、微环境和生理功能。目前治疗心血管疾病最重要的一个治疗方式就是介入治疗法，其中血管支架的植入又是介入治疗中最常用的手段。研发新的更适用于人体复杂内环境的血管支架对缓解日益严峻的心血管疾病发病率有着重大意义。
2、目前，有关的评测研究实验通常局限在动物模型测试中。而动物实验限制因素颇多，诸如对动物生理状态和介入手术条件的把控、实验动物的饲养和动物模型构建费用等，还有准备周期长、准备程序繁复等缺点。pdms（聚二甲基硅氧烷）是目前最常见的微流控芯片材料之一。pdms具有优良的柔软性、透明度和生物相容性，同时易于加工和制备微流控结构，因此被广泛应用于生物医学、化学分析等领域的微流控芯片研究和应用中。pdms微流控芯片可以实现微小流体的精确控制和操作，具有高通量、高灵敏度和高集成度等优点，因此在生物分析、细胞培养、药物筛选等领域得到了广泛应用。目前，血管芯片技术发展迅速，各种方法层出不穷，包括流体刺激下的血管化类器官芯片、缠绕棒辅助的3d打印管道结构等。
3、为解决上述问题，现有技术提供较多解决方案，例如现有技术us18678112公开了一种微流体装置，该装置包括用于产生微有机球(mos)的微流体芯片。第一通道限定在微流体芯片的表面中，并且
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种预应力血管芯片，构建的血管芯片可实现力学性能形态与体内血管力学特性相近的状态，以解决现有技术芯片内部血管通道的力学性能状态与人体真实血管状态差异较大的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术方案：一种预应力血管芯片，包括本体，本体表面开设有第一腔室和第三腔室，第一腔室通过第一通道与第三腔室连通，本体设有至少两个第四腔室，第四腔室设于第一腔室一侧，且第四腔室之间具有连通通道，连通通道上至少设有两根与第一腔室连通的第一通道。本专利技术通过设计第一腔室用于细胞培养或试验，设有的第一通道用于模拟血管，通过设置至少两个第四腔室的方式来形成对培养液或者介质输入时，使介质经过第四腔室后向第一腔室和第三腔室形成的输出压力不同，介质通过连通通道会进入到每个第四腔室的流量不同，在从这些第四腔室流出的介质压力以及流速就形成不同的区别，如此使第一通道以及后续流经路径受压不同，模拟血管受到不同介质、不同流速下的不同反应，使介质输入接近认同真实的血管状态差异。
3、同时上述设计能提供多种进液方案，还可选择只保留单一第四腔室及其单一连通通道，具体数据根据实验目的进行自由选择，试验应用范围较广。
4、根据本专利技术一实施方式，本体侧方具有延伸板，延伸板上连接有第一管体，第一管体与第四腔室之间的连通通道接通。第一管体为毛细管用于向第四腔室供给介质，同时设置延伸板的方式使第一管体与第四腔室接口处输入稳定，解决第一管体可能与第四腔室处存在折弯导致进流流量、流速、压力与泵体输入流量、流速、压力等不一致的情形。
5、根据本专利技术一实施方式，第四腔室为圆形的腔室，第四腔室内环绕阵列布设具有间隔距离的凸起，凸起侧面具有弧形面结构。将第四腔室设置为圆形结构，并配设环绕阵列布设的凸起，如此在介质进入到圆形的第四腔室内能够被气圆形结构以及凸起的弧面结构引导形成规律流速和流向的流体，介质经过多个凸起能够在第四腔室内部形成旋流并从第四腔室出口方向排出，在这个过程中介质的混合效果更佳避免介质中出现块状物造成模拟的血管流通路径堵塞，基于第四腔室内部的流量不同，不同的第四腔室可向第一腔室和第三腔室形成的输出压力不同，更为重要的是，设有的凸起结构解决了介质输入可能存在紊流或者短时流体不规律无法模拟人体真实血管状态。
6、根据本专利技术一实施方式，第一腔室和第三腔室之间具有第二腔室，第二腔室通过第一通道分别与第一腔室和第三腔室连通。第二腔室的设置用于模拟人体内部多器官，第一腔室和第二腔室构件多个培养空间，第三腔室构件介质排出暂存空间，相较于现有技术单一培养模拟空间来说，本专利技术提供了更多的试验选择且精准性更高。
7、根据本专利技术一实施方式，本体下方设有与第三腔室连通的收集件，收集件为管状结构，收集件用于收集第三腔室内部的废液，通过在第三腔室下方设置收集件的方式来利用重力提高第三腔室内部废液排出效率，可选的配合使用泵体能够控制第三腔室内部的废液排出速率。
8、根据本专利技术一实施方式，本体下方设有支撑体，本体一侧面设有与支撑体连接的支撑板，支撑体与本体接触面为平整面，背离本体的端面为斜面。支撑体和支持板用于确保本体的平整度避免本体出现弯折，进一步的支持体的斜面能够安装液压杆，用于调节支撑体倾斜角度以控制本体相较于水平面的倾斜角度，提供不同的试验参数条件。
9、根据本专利技术一实施方式，本体至少具有两个，相邻本体具有间隔距离且为阵列布设，提供多种试验选择同时能够扩大处理量。
10、制备一种预应力血管芯片方法，制备方法步骤如下：
11、掩膜制作：构建目标芯片阳膜部分的模型，，由于上下双层结构差异，需要制作两个结构设计不同的阳模，从而得到上下两层结构不同的芯片。通过光刻机在硅片上制备阳膜部分，准备pdms混合物：将pdms基础液和交联剂按比例混合，得到均匀的混合物；
12、去气泡处理：将混合好的pdms混合物放入真空烘箱中，进行去气泡处理；在真空条件下，将混合物静置一段时间，以使其中的气泡完全排出。涂覆 pdms：将去气泡处理后的pdms 混合物均匀涂覆在硅片或玻璃片上。可以使用刮刀或滚涂法进行涂覆，确保涂层均匀且薄度一致。
13、涂覆pdms：将去气泡处理后的pdms混合物均匀涂覆在硅片或玻璃片上；
14、预应力纤维材料铺设：将纤维材料进行拉伸，应用经过预拉伸的纤维材料铺设在pdms上层，并固定拉伸状态；各种纤维材料被用于制造血管假体，对纤维材料进行一定程度拉伸，应用经过预拉伸的高分子纤维材料铺设在 pdms 上层，并固定拉伸状态。
15、烘烤交联：将涂覆好pdms的硅片或玻璃片放入烘箱中进行烘烤交联；
16、切割芯片：待pdms完全交联后，使用刀具或激光切割等方法将pdms芯片切割成所需的形状和尺寸。
【技术保护点】
1.一种预应力血管芯片，本体（10），所述本体（10）表面开设有第一腔室（14）和第三腔室（12），所述第一腔室（14）通过第一通道（15）与第三腔室（12）连通，其特征在于：所述本体（10）设有至少两个第四腔室（18），所述第四腔室（18）设于第一腔室（14）一侧，且第四腔室（18）之间具有连通通道，所述连通通道上至少设有两根与第一腔室（14）连通的第一通道（15）。
2.根据权利要求1所述的一种预应力血管芯片，其特征在于：所述本体（10）侧方具有延伸板（17），所述延伸板（17）上连接有第一管体（30），所述第一管体（30）与第四腔室（18）之间的连通通道接通。
3.根据权利要求1所述的一种预应力血管芯片，其特征在于：所述第四腔室（18）为圆形的腔室，所述第四腔室（18）内环绕阵列布设具有间隔距离的凸起（19），所述凸起（19）侧面具有弧形面结构。
4.根据权利要求1所述的一种预应力血管芯片，其特征在于：所述第一腔室（14）和第三腔室（12）之间具有第二腔室（13），所述第二腔室（13）通过第一通道（15）分别与第一腔室（14）和第三腔室（
5.根据权利要求1所述的一种预应力血管芯片，其特征在于：所述本体（10）下方设有与第三腔室（12）连通的收集件（11），所述收集件（11）为管状结构。
6.根据权利要求1所述的一种预应力血管芯片，其特征在于：所述本体（10）下方设有支撑体（16），所述本体（10）一侧面设有与支撑体（16）连接的支撑板，所述支撑体（16）与本体（10）接触面为平整面，背离本体（10）的端面为斜面。
7.根据权利要求1所述的一种预应力血管芯片，其特征在于：所述本体（10）至少具有两个，相邻所述本体（10）具有间隔距离且为阵列布设。
8.制备权利要求1-7任一权利要的一种预应力血管芯片方法，其特征在于：所述制备方法步骤如下：
9.根据权利要求8所述的制备一种预应力血管芯片方法，其特征在于：PDMS基础液和交联剂按照5-10：1的比例混合。
10.根据权利要求8所述的制备一种预应力血管芯片方法，其特征在于：烘烤交联为在约 80 摄氏度的温度下 0.5-4小时。
...【技术特征摘要】
1.一种预应力血管芯片，本体（10），所述本体（10）表面开设有第一腔室（14）和第三腔室（12），所述第一腔室（14）通过第一通道（15）与第三腔室（12）连通，其特征在于：所述本体（10）设有至少两个第四腔室（18），所述第四腔室（18）设于第一腔室（14）一侧，且第四腔室（18）之间具有连通通道，所述连通通道上至少设有两根与第一腔室（14）连通的第一通道（15）。
2.根据权利要求1所述的一种预应力血管芯片，其特征在于：所述本体（10）侧方具有延伸板（17），所述延伸板（17）上连接有第一管体（30），所述第一管体（30）与第四腔室（18）之间的连通通道接通。
3.根据权利要求1所述的一种预应力血管芯片，其特征在于：所述第四腔室（18）为圆形的腔室，所述第四腔室（18）内环绕阵列布设具有间隔距离的凸起（19），所述凸起（19）侧面具有弧形面结构。
4.根据权利要求1所述的一种预应力血管芯片，其特征在于：所述第一腔室（14）和第三腔室（12）之间具有第二腔室（13），所述第二腔室（13）通过第一通道（15）分别...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，叶武，周露萍，刘骅焱，赵明，许良，
申请(专利权)人：中国科学院杭州医学研究所，
类型：发明
国别省市：
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