微流控芯片、系统及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及微流控芯片、计算机辅助组织工程、生物3D打印等领域，更具体地说，涉及一种微流控芯片、系统及其应用。
【背景技术】
[0002]药效检测是药物研宄和药物开发的重要环节，将药物用于动物实验和临床试验需要投入大量时间和资金成本，而提供的数据也是有限的，这都限制了药物的研宄和开发。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种微流控芯片、系统及其应用，以解决用动物实验和临床试验进行药效检测存在的上述技术缺陷。
[0004]本发明的具体技术方案为:
[0005]—种微流控芯片，其内部包括:
[0006]若干腔室，每个腔室具有独立的注入口 ；
[0007]若干生物支架，对应设置于所述若干腔室内，构成与人体的若干器官对应的若干类器官；以及
[0008]若干微流体通道，对应设置于相应的类器官之间，构成与人体器官间血液循环系统相同的类血液循环系统，至少一条微流体通道被断开且在断开后的通道端部设置泵接
□ O
[0009]在上述的微流控芯片中，优选地，所述微流控芯片自上向下由盖板、中间板及底板层叠密封构成，所述若干腔室成型于所述底板，所述若干微流体通道成型于所述中间板。
[0010]在上述的微流控芯片中，优选地，成型于所述中间板的微流体通道是窄缝。
[0011]在上述的微流控芯片中，优选地，所述若干类器官包括脑、肺、心脏、肝、脾、胃、小肠、大肠和肾，所述泵接口设置于连接心脏的微流体通道。
[0012]在上述的微流控芯片中，优选地，所述若干类器官还包括骨骼肌、和/或皮肤。
[0013]在上述的微流控芯片中，优选地，所述生物支架是用生物材料构造的纵横交错的立体结构。
[0014]一种微流控芯片系统，其包括:
[0015]上述任意一项所述的微流控芯片；
[0016]流体泵，与所述微流控芯片的泵接口相接；以及
[0017]控制装置，与所述流体泵电连接，以调控微流控芯片中流体的运行状态，模拟人体内血液循环系统运行。
[0018]一种微流控芯片系统的应用，所述微流控芯片系统包括:
[0019]上述任意一项所述的微流控芯片；
[0020]流体泵，与所述微流控芯片的泵接口相接；以及
[0021]控制装置，与所述流体泵电连接，以调控微流控芯片中流体的运行状态，模拟人体内血液循环系统运行；
[0022]所述应用包括:
[0023]在所述微流控芯片的类血液循环系统内充满细胞营养液体，向相应的腔室内注入药物；
[0024]启动流体泵，推动所述液体在类血液循环系统内循环流动；以及
[0025]监测相关的类器官，进行药效研宄。
[0026]在上述的微流控芯片系统的应用，优选地，所述向相应的腔室内注入药物的步骤包括:打开该腔室的注入口 ；从该注入口注入药物；关闭该注入口。所述监测相关的类器官，进行药效研宄的步骤包括:关闭流体泵，从该类器官所在腔室的注入口提取类器官的样品进行检测。
[0027]本发明的有益效果如下:
[0028]本微流控芯片模拟了人体器官和血液循环系统，与流体泵和控制装置结合，能够推动并调节芯片内的液体在类器官之间循环流动，模拟人体的血液在器官之间的循环运动，因此能够替代人体或动物体进行药物的筛选。与通过动物实验和临床试验进行药效检测的方法相比，本发明具有成本低、安全、而且周期短等优点。
[0029]其能够模拟药物在体内一次循环、二次循环或多次循环，为药效反应和细胞耐受性等研宄提供了便利。
【附图说明】
[0030]图1为一些实施例微流控芯片内部的结构示意图；
[0031]图2为一些实施例微流控芯片分解状态图；
[0032]图3为一些实施例中生物支架的结构示意图；
[0033]图4为一些实施例微流控芯片系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。这些更详细的描述旨在帮助理解本发明，而不应被用于限制本发明。根据本发明公开的内容，本领域技术人员明白，可以不需要一些或者所有这些特定细节即可实施本发明。而在其它情况下，为了避免将发明创造淡化，未详细描述众所周知的内容。
[0035]图1示意性地表示了一些实施例微流控芯片的内部结构。参照图1，一些实施例的微流控芯片的内部包括:若干腔室101 (参照图2)，若干生物支架3，若干微流体通道2。每个腔室101具有独立的注入口 4，用于向腔室101内注入药物和从腔室101内提取类组织的样品。若干生物支架3对应设置于所述若干腔室101 (结合图2)内，构成与人体的若干器官对应的若干类器官。若干微流体通道2对应设置于相应的类器官之间，构成与人体器官间血液循环系统相同的类血液循环系统，其中，两条微流体通道2被断开且在断开后的通道端部设置泵接口 1、1’。图1中的5和5’表示相应腔室的出液孔和进液孔。
[0036]参照图2，一些实施例的微流控芯片自上向下由盖板100、中间板200及底板300层叠密封构成，所述若干腔室101成型于所述底板300，所述若干微流体通道2成型于所述中间板200。顶板100上设置有注入口 4的过孔。其中，成型于所述中间板200的微流体通道2是窄缝。可以看出，该微流控芯片采用三个基片叠加的结构，这种结构使微流体通道2的成型更加方便。可以理解地，微流控芯片也可以采用两个基片叠加的结构，具体地，可以省去中间板200，而将微流体通道2成型于底板300上端或盖板100下端。
[0037]在一些实施例的微流控芯片中，构造的类器官包括脑、肺、心脏、肝、脾、胃、小肠、大肠和肾，还包括骨骼肌和皮肤。具体地，在图1中，从右上至左下，构造的类器官对应为脑、肺、心脏、肝、脾、胃、小肠、大肠、肾、骨骼肌、皮肤。所述泵接口 I和I’设置于连接心脏的微流体通道，具体地，在连接左心和脑的微流体通道设置一对泵接口，以连接一个流体泵；在连接右心和脑的微流体通道设置另一对泵接口，以连接另一个流体泵。可以理解地，在有些实施例中，可以增加或减少腔室和生物支架来构造更多或更少的类器官，例如:不构造皮肤、和/或不构造骨骼肌等，或者进一步构造其它类器官。
[0038]图3示出了生物支架3的结构。如图