一种多器官芯片串联系统及多器官芯片构建方法与流程

本发明属于微流控和生物制药，涉及一种多器官芯片串联系统及多器官芯片构建方法。

背景技术：

1、器官芯片技术是在体外构建人体器官的核心组织结构，模拟包括器官周围细胞、分子、剪切力在内的微环境，实现器官的关键生理功能的一项新兴技术。与传统二维细胞的培养不同，器官芯片是在微流控芯片中进行人体细胞的三维培养，达到与人体内器官或组织结构的高度相似性，同时尽可能的模拟体内的微环境，从而在体外再现人体器官的各项功能。

2、目前，研发较为成熟的是单个器官芯片，如肝、肾、小肠、胃、血脑屏障、肺、肿瘤器官芯片等，只能进行单器官的模拟。要想模拟人体整个系统，需要将不同的单个器官芯片串联起来，现有的器官芯片以单个芯片为主，进行多器官芯片串联培养时，每个器官芯片仍需独立组装，操作繁琐，且组装后占用空间大，不利于高通量测试。另外，多个单独的器官芯片串联在一起时会有很多管路，且连接复杂，易于出现连接错误或是漏液现象。

3、因此，如何提供一种新的多器官芯片系统，以改善上述问题，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多器官芯片串联系统及多器官芯片构建方法，用于解决现有技术中难以进行多器官芯片串联培养的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种多器官芯片串联系统，包括：

3、微流道培养板，包括板主体、流道、多个插拔孔、培养基灌流入口及培养基灌流出口，所述流道埋设于所述板主体内，所述插拔孔、所述培养基灌流入口及所述培养基灌流出口均自所述板主体的表面开口，并均与所述流道连通，且所述插拔孔分布于所述培养基灌流入口与所述培养基灌流出口之间；

4、多个培养杯，分别装设于多个所述插拔孔中，所述培养杯的顶部及底部均开口，且所述培养杯的底部开口通过半透膜封闭，所述培养杯用于接种细胞并在所述培养杯内培养得到能够模拟器官功能的单元以构建器官芯片，其中，至少两个所述器官芯片通过所述流道串联培养。

5、可选地，所述多器官芯片系统还包括培养基灌流组件，所述培养基灌流组件连接于所述培养基灌流入口与所述培养基灌流出口之间，用于将培养基注入所述培养基灌流入口使培养基在所述流道内流动，并回收由所述培养基灌流出口流出的培养基。

6、可选地，所述培养基灌流组件包括输入管道、输出管道、培养基池及泵体，所述输入管道的两端分别与所述培养基灌流入口及所述培养基池连接，所述输出管道的两端分别与所述培养基灌流出口及所述培养基池连接，所述泵体位于所述输出管道上。

7、可选地，所述微流道培养板中设有一条或多条所述流道，一条所述流道上方开设多个所述插拔孔。

8、可选地，所述微流道培养板中设有多条所述流道，一条所述流道上方开设一个所述插拔孔，多条所述流道通过连接管路串联。

9、可选地，所述多器官芯片串联系统包括多个所述微流道培养板，所述微流道培养板的相对两侧面分别设有卡扣和卡槽，一所述微流道培养板的卡扣可插入另一所述微流道培养板的卡槽中，多个所述微流道培养板通过所述卡扣及所述卡槽拼接在一起。

10、本发明还提供一种多器官芯片构建方法，包括以下步骤：

11、提供微流道培养板及多个培养杯，所述微流道培养板包括板主体、流道、多个插拔孔、培养基灌流入口及培养基灌流出口，所述流道埋设于所述板主体内，所述培养基灌流入口、培养基灌流出口及所述插拔孔均自所述板主体的表面开口，并均与所述流道连通，且所述插拔孔分布于所述培养基灌流入口与所述培养基灌流出口之间，所述培养杯的顶部及底部均开口，且所述培养杯的底部开口通过半透膜封闭；

12、基于多个所述培养杯分别接种细胞，并将多个所述培养杯分别装设于所述微流道培养板的多个所述插拔孔中；

13、往所述流道内加入培养基，在多个所述培养杯内分别培养得到能够模拟器官功能的单元以构建多个器官芯片，其中，至少两个所述器官芯片通过所述流道串联培养。

14、可选地，通过培养基灌流组件将培养基注入所述培养基灌流入口使培养基在所述流道内流动，并回收由所述培养基灌流出口流出的培养基。

15、可选地，至少有两个串联的所述培养杯接种的是相同类型或相同组合的细胞以构建至少两个串联在一起的相同种类的器官芯片。

16、可选地，至少有两个串联的所述培养杯接种的是不同类型或不同组合的细胞以构建至少两个串联在一起的不同种类的器官芯片。

17、如上所述，本发明的多器官芯片串联系统中，每个培养杯是独立的，可以接种同种细胞以构建相同的器官芯片，也可以接种不同种细胞以构建不同的器官芯片；培养杯设计成可插拔式，可以快速组装到多孔可插拔式的微流道培养板上，不同或相同的器官芯片可通过所述流道串联起来；不同微流道培养板相互独立，可以方便拼接在一起，组装成多流道培养板。本发明的多器官芯片构建方法既可以将多个相同种类的器官芯片串联在一起，进行重复试验，得到更精确的数据，还可以根据需要快速地将不同种类的器官芯片串联，得到多器官联动的器官芯片系统，此外，单流道培养板可以快速拼接起来，组装成多流道培养板，增加实验通量。

技术特征：

1.一种多器官芯片串联系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多器官芯片串联系统，其特征在于：所述多器官芯片系统还包括培养基灌流组件，所述培养基灌流组件连接于所述培养基灌流入口与所述培养基灌流出口之间，用于将培养基注入所述培养基灌流入口使培养基在所述流道内流动，并回收由所述培养基灌流出口流出的培养基。

3.根据权利要求2所述的多器官芯片串联系统，其特征在于：所述培养基灌流组件包括输入管道、输出管道、培养基池及泵体，所述输入管道的两端分别与所述培养基灌流入口及所述培养基池连接，所述输出管道的两端分别与所述培养基灌流出口及所述培养基池连接，所述泵体位于所述输出管道上。

4.根据权利要求1所述的多器官芯片串联系统，其特征在于：所述微流道培养板中设有一条或多条所述流道，一条所述流道上方开设多个所述插拔孔。

5.根据权利要求1所述的多器官芯片串联系统，其特征在于：所述微流道培养板中设有多条所述流道，一条所述流道上方开设一个所述插拔孔，多条所述流道通过连接管路串联。

6.根据权利要求1任意一项所述的多器官芯片串联系统，其特征在于：所述多器官芯片串联系统包括多个所述微流道培养板，所述微流道培养板的相对两侧面分别设有卡扣和卡槽，一所述微流道培养板的卡扣可插入另一所述微流道培养板的卡槽中，多个所述微流道培养板通过所述卡扣及所述卡槽拼接在一起。

7.一种多器官芯片构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的多器官芯片构建方法，其特征在于：通过培养基灌流组件将培养基注入所述培养基灌流入口使培养基在所述流道内流动，并回收由所述培养基灌流出口流出的培养基。

9.根据权利要求7任意一项所述的多器官芯片构建方法，其特征在于：至少有两个串联的所述培养杯接种的是相同类型或相同组合的细胞以构建至少两个串联在一起的相同种类的器官芯片。

10.根据权利要求7任意一项所述的多器官芯片构建方法，其特征在于：至少有两个串联的所述培养杯接种的是不同类型或不同组合的细胞以构建至少两个串联在一起的不同种类的器官芯片。

技术总结
本发明提供一种多器官芯片串联系统及多器官芯片构建方法，该系统包括微流道培养板及多个培养杯，微流道培养板包括板主体、流道、多个插拔孔、培养基灌流入口及培养基灌流出口，多个培养杯分别装设于多个插拔孔中，培养杯的顶部及底部均开口，且培养杯的底部开口通过半透膜封闭，培养杯用于接种细胞并培养得到能够模拟器官功能的单元以构建器官芯片，至少两个器官芯片通过流道串联培养。本发明的多器官芯片构建方法既可以将多个相同种类的器官芯片串联在一起进行重复试验，得到更精确的数据，还可以根据需要快速地将不同种类的器官芯片串联，得到多器官联动的器官芯片系统，此外，单流道培养板可快速拼接起来，组装成多流道培养板，增加实验通量。

技术研发人员：廖园洪,何宇涵,廖玲妮
受保护的技术使用者：上海新微技术研发中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12