一种用于构建三维器官微环境模型的微流控系统及其制备方法和应用

文档序号:34910339发布日期:2023-07-27 20:56阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种微流控系统,其特征在于,所述的微流控系统包括微流控芯片和细胞,所述的微流控芯片包括芯片主体;所述的芯片主体的上表面设置有灌注孔,所述的芯片主体内设置有管状通道,所述的灌注孔的底部覆盖所述的管状通道的全部或部分,所述的灌注孔中填充有水凝胶,所述的管状通道的管壁材料为水凝胶,所述的管状通道为一个或多个。

2.根据权利要求1所述的微流控系统,其特征在于,所述的管状通道为独立通道,管状通道与外界,或者,管状通道之间可以通过灌注孔中填充的水凝胶进行物质交换。

3.根据权利要求1所述的微流控系统,其特征在于,所述的灌注孔直径小于管状通道的长度,但大于管状通道的宽度,或者,大于两外侧的管状通道的管壁间的间距。

4.根据权利要求1所述的微流控系统,其特征在于,所述的芯片主体的材料包括硅材料、氟材料、玻璃石英材料、金属材料、陶瓷材料或有机高分子聚合物材料中的一种或多种,

5.根据权利要求1所述的微流控系统,其特征在于,所述的水凝胶包括基质材料,所述的基质材料选自天然的,和/或,合成的材料,所述的天然的材料包括但不仅限于多糖类和/或多肽类,所述的合成的材料包括但不仅限于醇、丙烯酸、丙烯酰胺及其衍生物类。

6.根据权利要求5所述的微流控系统,其特征在于,所述的水凝胶中还包括功能组分,所述的功能组分包含但不仅限于氨基酸、肽、蛋白、抗体、核苷酸、dna、rna、适配体、多糖、杂多糖、电解质、聚合物、纳米颗粒、小分子、毒素、药物或激素中的一种或多种。

7.根据权利要求5或6所述的微流控系统,其特征在于,所述的水凝胶中还包括细胞。

8.一种权利要求1-7任一所述的微流控系统的制备方法,其特征在于,所述的制备方法包括:

9.权利要求1-7任一所述的微流控系统在构建三维器官微环境模型中的应用。

10.一种三维器官微环境模型的构建方法,其特征在于,所述的构建方法包括使用权利要求1-7任一所述的微流控系统构建三维器官微环境模型。

11.根据权利要求10所述的构建方法,其特征在于,所述的构建方法包括将细胞在管状通道中进行培养,管状通道与外界,或者,管状通道之间可以通过灌注孔中填充的水凝胶进行物质交换。

12.根据权利要求10所述的构建方法,其特征在于,所述的器官包括来自任意生理系统的器官,所述的生理系统包括神经系统、呼吸系统、消化系统、循环系统、内分泌系统、生殖系统、泌尿系统、免疫系统或运动系统中的一种或多种。

13.根据权利要求10所述的构建方法,其特征在于,所述的构建方法包括将第一种细胞在第一个管状通道中进行培养。

14.根据权利要求13所述的构建方法,其特征在于,所述的构建方法还包括将培养材料注入管状通道,所述的管状通道包括第一个管状通道和/或不同于第一个管状通道的其他管状通道,所述的培养材料包括对细胞培养提供支持的材料,和/或,包括一种细胞,所述的细胞与第一种细胞相同或不同;

15.根据权利要求13或14所述的构建方法,其特征在于,所述的器官包括来自生殖系统的睾丸,所述的构建方法包括将第一种细胞睾丸生精小管细胞悬液注入第一个管状通道中进行培养。

16.根据权利要求15所述的构建方法,其特征在于所述的构建方法包括:

17.根据权利要求16所述的构建方法,其特征在于,所述的睾丸生精小管细胞选自睾丸管周肌样细胞、支持细胞、生殖细胞或干细胞中的一种或多种,和/或,所述的睾丸间质内细胞选自血管内皮细胞、间质细胞、免疫细胞、成纤维细胞、神经细胞或干细胞中的一种或多种。

18.权利要求10-17任一所述的构建方法构建获得的三维器官微环境模型。

19.根据权利要求18所述的三维器官微环境模型,其特征在于,所述的三维器官微环境模型包括三维仿生生精小管模型,和/或,三维仿生睾丸微环境模型。

20.一种权利要求1-7任一所述的微流控系统和/或权利要求18或19所述的三维器官微环境模型的应用,其特征在于,所述的应用包括生理结构建模、分子机制探究、细胞相互作用、药物研发、疾病建模、辅助生殖或临床前研究中的一种或多种。


技术总结
本发明涉及微流控芯片技术领域,具体涉及一种微流控系统及其应用。所述的微流控系统包括微流控芯片和细胞,使用本发明所述的微流控系统,可以模拟体内生理状态微环境,可实现三维器官微环境的构建,尤其是三维仿生生精小管模型或者三维仿生睾丸微环境模型的长期培养及生精微环境的调控,允许持续灌注以提供接近生理条件的流体剪切力,模拟细胞间相互作用和协同发育过程,可作为生理结构建模、分子机制探究、细胞相互作用、药物研发、疾病建模、辅助生殖或临床前研究的基础研究模型。

技术研发人员:纪家葵,宋玲溪,杜亚楠,牛宇迪
受保护的技术使用者:清华大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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