组织芯片制作装置及方法与流程

本发明涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种组织芯片制作装置及方法。

背景技术：

组织芯片(tissuechip)，又称组织微阵列(tissuemicroarray，tam)，它是将几十至上千个微小组织整齐的集成在一张载玻片上所形成的组织阵列芯片，即组织芯片。组织芯片具有高通量、大样本、实验误差小、可比性强、省时、省力及经济等优点。组织芯片不仅能用于he染色、组织化学染色和免疫组化染色等传统的病理技术中，还能用于原位杂交技术、荧光核酸原位杂交技术和原位pcr技术等先进分子生物学技术，可对基因、基因转录和蛋白表达三个水平进行研究。目前广泛应用于医学临床和科研工作中。

组织芯片制作方法包括两种，一种采用自动组织芯片仪器制作，另一种为手动制作，二者均有不同的缺点，不能广泛推广。自动组织芯片仪器结构复杂且价格极为昂贵(自动组织芯片仪售价约30－60万元)，限制了组织芯片的推广和普及，制约了组织芯片技术发展。手动制作组织芯片相对便宜(手动组织芯片仪售价约1－6万元)和易于推广，但具有更多的缺点。首先，手动制作组织芯片制作受体蜡块困难，目前较常用的为空心针打孔法和模具铸造法，空心针打孔法易造成蜡块断裂、打孔大小不均及排列不整齐，模具铸造法可能出现无法脱模，两种方法制作受体蜡块步骤较多，且二者较难用于高通量受体蜡块制作，也无法批量制作。商品预制受体蜡块可克服上述大部分困难，但价格较贵(每个预制蜡块约100－400元)，并且在后期组织芯片制作过程中步骤很多，费时费力。最后，现有的手动制作组织芯片步骤繁琐，所需的设备和配件较多，并且很多步骤涉及到蜡块加热、降温，如选用商品预制受体蜡块，组织芯片制备步骤会更多。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种组织芯片制作装置及方法，以缓解现有技术中的组织芯片中的受体蜡块制作所需步骤多，费时费力且成品率低的技术问题。

本发明提供一种组织芯片制作装置，包括固定模具、第一盖板以及钻孔装置；

所述固定模具设有能够套设固定受体蜡块的凹槽，所述第一盖板上设有多个竖直设置的第一微阵列孔，所述第一盖板能够固设在所述固定模具上，并使所述第一微阵列孔的开口正对所述凹槽内的受体蜡块的上端面；

所述钻孔装置上设有钻头，所述钻头能够穿过所述第一微阵列孔并在所述受体蜡块上钻出用于放置组织芯的容置孔。

进一步的；所述固定模具的上端面设有两端开口的卡槽，所述卡槽一端开口朝向所述凹槽，所述第一盖板在水平方向延伸设有凸块，所述第一盖板能够套设在所述凹槽内，所述凸块能够套设在所述卡槽内，所述凹槽和所述卡槽限制所述第一盖板相对所述固定模具在水平方向的移动。

进一步的；所述凸块的长度大于所述卡槽的长度。

进一步的；所述第一微阵列孔的截面直径相同且整齐均匀的布设在所述第一盖板上。

进一步的；所述钻孔装置为微型电钻。

进一步的；还包括包埋有人体组织的供体蜡块，所述微型电钻驱动端连接有毛细钢管，所述毛细钢管内径等于组织芯的直径，所述微型电钻能够驱动所述毛细钢管插入所述供体蜡块并采集组织芯。

进一步的；还包括与所述第一盖板大小形状相同的第二盖板，所述第二盖板上设有多个第二微阵列孔，所述第一微阵列孔在所述第一盖板上的位置分布与所述第二微阵列孔在所述第二盖板上的位置分布相同；

所述第二盖板能够固设在所述固定模具上，所述第二微阵列孔正对所述受体蜡块上的容置孔。

进一步的；所述第二微阵列孔包括同轴心设置的定位孔和植入孔，所述定位孔位于所述植入孔的上方，所述定位孔的截面直径大于所述毛细钢管的外径，所述植入孔的截面直径小于所述毛细钢管的外径且大于等于所述毛细钢管的内径。

进一步的；还包括顶针，所述顶针的直径小于所述毛细钢管的内径，所述顶针能够插入所述毛细钢管并将所述组织芯推入相应的容置孔内。

本发明还提供一种组织芯片制作方法，利用上述所述的组织芯片制作装置进行设计，依次包括如下步骤：

s1：水平放置固定模具，将受体蜡块放置在固定模具的凹槽内，并将第一盖板放置在受体蜡块的上方，通过微型电钻驱动钻头竖直穿过第一微阵列孔并在受体蜡块上钻出指定深度的容置孔；

s2：根据第一微阵列孔在受体蜡块上钻出所有的容置孔后，取下第一盖板，清理受体蜡块上的蜡屑，保证容置孔的干净；

s3：将微型电钻的驱动端安装中空的毛细钢管，并驱动毛细钢管在包埋有人体组织的供体蜡块上钻孔，供体蜡块被钻出的部分包含有组织芯并留存在毛细钢管的空腔内；

s4：将第二盖板代替第一盖板放置在受体蜡块的上方，将空腔内含有组织芯的毛细钢管从微型电钻取下并放置在第二微阵列孔中靠上的定位孔内，随后，通过顶针将毛细钢管内的组织芯推入容置孔中；

s5：重复s3和s4，直至每个容置孔内均固定有组织芯。

相对于现有技术，本发明提供的组织芯片制作装置及方法的有益效果如下：

本发明提供的组织芯片制作装置，包括固定模具、第一盖板和钻孔装置，其中，固定模具上设有的凹槽开口朝上，其水平截面形状与受体蜡块的水平截面形状大小相同，受体蜡块能够套设在凹槽内，以保证与固定模具在水平方向的相对固定，此时，还在受体蜡块的上方固设有第一盖板，第一盖板上的第一微阵列孔正对位于凹槽内的受体蜡块的上端面，此时，钻孔装置上的钻头能够依次穿过各个第一微阵列孔并在受体蜡块上钻出用于放置组织芯的容置孔。

其中，固定模具上的凹槽对受体蜡块进行限位的同时，也给与其定型的效果，在对其进行钻孔时，能够保证受体蜡块不会断裂；此外，第一盖板上的第一微阵列孔的数量和分布均是针对不同的标准制作而成，通过第一微阵列孔对受体蜡块进行钻孔形成的多个容置孔的数量和分布均能够满足人们的需求；进一步的，由于第一盖板具有一定的厚度，且第一微阵列为竖直通孔，其截面直径略大于钻头的直径，能够使钻头通过的同时，保证在受体蜡块上钻出的容置孔均为竖直孔，符合受体蜡块的制作要求，成品率高。

本发明提供的组织芯片制作方法，通过采用上述组织芯片制作装置，步骤简单，所需配件为有限的几个，且每个步骤的执行不需要专业人员，容易上手，出错率低，便于推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的组织芯片制作装置在进行步骤s1时的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的组织芯片制作装置在进行步骤s3时的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的组织芯片制作装置在进行步骤s4时的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的组织芯片制作装置中固定模具的结构示意图。

图标：1－固定模具；2－第一盖板；3－第二盖板；4－受体蜡块；5－供体蜡块；6－微型电钻；7－钻头；8－毛细钢管；9－顶针；11－凹槽；12－卡槽；21－第一微阵列孔；22－凸块；31－第二微阵列孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例提供一种组织芯片制作装置，包括固定模具1、第一盖板2以及钻孔装置；固定模具1设有能够套设固定受体蜡块4的凹槽11，第一盖板2上设有多个竖直设置的第一微阵列孔21，第一盖板2能够固设在固定模具1上，并使第一微阵列孔21的开口正对凹槽11内的受体蜡块4的上端面；钻孔装置上设有钻头7，钻头7能够穿过第一微阵列孔21并在受体蜡块4上钻出用于放置组织芯的容置孔。

本发明实施例提供的组织芯片制作装置，包括固定模具1、第一盖板2和钻孔装置，其中，固定模具1上设有的凹槽11开口朝上，其水平截面形状与受体蜡块4的水平截面形状大小相同，受体蜡块4能够套设在凹槽11内，以保证与固定模具1在水平方向的相对固定，此时，还在受体蜡块4的上方固设有第一盖板2，第一盖板2上的第一微阵列孔21正对位于凹槽11内的受体蜡块4的上端面，此时，钻孔装置上的钻头7能够依次穿过各个第一微阵列孔21并在受体蜡块4上钻出用于放置组织芯的容置孔。

其中，固定模具1上的凹槽11对受体蜡块4进行限位的同时，也给与其定型的效果，在对其进行钻孔时，能够保证受体蜡块4不会断裂；此外，第一盖板2上的第一微阵列孔21的数量和分布均是针对不同的标准制作而成，通过第一微阵列孔21对受体蜡块4进行钻孔形成的多个容置孔的数量和分布均能够满足人们的需求；进一步的，由于第一盖板2具有一定的厚度，且第一微阵列为竖直通孔，其截面直径略大于钻头7的直径，能够使钻头7通过的同时，保证在受体蜡块4上钻出的容置孔均为竖直孔，符合受体蜡块4的制作要求，成品率高。

值得注意的，组织芯片制作装置中用到的固体模具、第一盖板2和钻孔装置等工具简单易得，价格便宜，便于推广。

具体的，如图4所示，本实施例还对组织芯片制作装置的具体结构做以下详细分析。

首先，本实施例中，固定模具1的上端面设有两端开口的卡槽12，卡槽12一端开口朝向凹槽11，第一盖板2在水平方向延伸设有凸块22，第一盖板2能够套设在凹槽11内，凸块22能够套设在卡槽12内，凹槽11和卡槽12限制第一盖板2相对固定模具1在水平方向的移动。

卡槽12为水平方向设置，第一盖板2除凸块22外的水平截面形状与凹槽11的水平截面形状相同，第一盖板2能够套设在凹槽11内，保证与固定模具1在水平方向的相对固定，本实施例中，固定后的第一盖板2的上端面与固定模具1的上端面相平齐，凸块22套设在卡槽12内，由于卡槽12的两端开口，操作人员可以通过卡槽12朝外的开口拨动第一盖板2脱离固定模具1。

具体的，本实施例中，凸块22的长度大于卡槽12的长度。

在第一盖板2盖合在受体蜡块4上后，当完成在受体蜡块4上的钻孔操作后，只需通过拨动凸块22凸出卡槽12的一端，即可将第一盖板2从凹槽11中取出。

此外，本实施例中，第一微阵列孔21的截面直径相同且整齐均匀的布设在第一盖板2上。

此时，通过第一盖板2为受体蜡块4钻孔得出的多个容置孔直径相同且整齐均匀排列，便于后续组织芯的植入。

或者，根据需要制作的组织芯片中的组织芯大小种类的不同，还可以灵活采用设有不同直径和/或排列密度的第一微阵列孔21的第一盖板2。

进一步的，本实施例中，钻孔装置为微型电钻6。

即，本实施例中，是通过人工操控微型电钻6在受体蜡块4上依次钻出容置孔，方便灵活，此时，通过第一盖板2的辅助钻孔，基本不会出现钻孔失误；且采用的微型电钻6方便易得，采用其制作组织芯片所需成本低，满足人们的需求。

进一步的，如图2所示，本实施例中，还包括包埋有人体组织的供体蜡块5，微型电钻6驱动端连接有毛细钢管8，毛细钢管8内径等于组织芯的直径，微型电钻6能够驱动毛细钢管8插入供体蜡块5并采集组织芯。

供体蜡块5是人体病理组织标本的载体，此时，通过转动的毛细钢管8正对其中一个组织芯插入供体蜡块5，并在插入指定深度后再抽出，此时，组织芯被转移至毛细钢管8的空腔内，完成了对组织芯的采集工作。

进一步的，如图3所示，本实施例还包括与第一盖板2大小形状相同的第二盖板3，第二盖板3上设有多个第二微阵列孔31，第一微阵列孔21在第一盖板2上的位置分布与第二微阵列孔31在第二盖板3上的位置分布相同；第二盖板3能够固设在固定模具1上，第二微阵列孔31正对受体蜡块4上的容置孔。

此时，第二盖板3是辅助毛细钢管8内的组织芯插入容置孔内，第二微阵列孔31的直径大于第一微阵列孔21的直径，毛细钢管8能够竖直套设在第二微阵列孔31中，以保证毛细钢管8内的组织芯垂直插入容置孔内。

进一步的，本实施例设置第二微阵列孔31包括同轴心设置的定位孔和植入孔，定位孔位于植入孔的上方，定位孔的截面直径大于毛细钢管8的外径，植入孔的截面直径小于毛细钢管8的外径且大于等于毛细钢管8的内径。

通过设置植入孔和定位孔，保证了毛细钢管8插入第二盖板3中的深度，也避免了毛细钢管8完全穿过第二盖板3并与受体蜡块4抵接而损坏受体蜡块4。

具体的，定位孔截面直径略大于毛细钢管8的外径，毛细钢管8套设在定位孔内并与植入孔的上端面抵接，定位孔保证毛细钢管8与受体蜡块4的同轴心固定；而植入孔则能够保证毛细钢管8内的组织芯的通过，优选的，设置植入孔的截面直径等于组织芯的直径，此时，植入孔能够进一步起到对组织芯导向的作用，保证组织芯逐渐插入容置孔时不会折断。

值得注意的，上述组织芯的直径指的是在毛细钢管8内组织芯及其周围附着的蜡屑组成的圆柱体形的直径。

本实施例还包括顶针9，顶针9的直径小于毛细钢管8的内径，顶针9能够插入毛细钢管8并将组织芯推入相应的容置孔内。

具体的，可以设置顶针9中推杆的长度等于植入孔的高度和毛细钢管8的长度之和，当顶针9除顶头外部分完全没入第二盖板3时，则代表将组织芯完全推入容置孔内。

值得注意的，本实施例中，组织芯的直径大于容置孔的直径，且组织芯能够挤压固定在容置孔内。

此时，组织芯完全插入容置孔内时，容置孔侧壁与组织芯的摩擦力防止了组织芯的脱出，即完成了组织芯片蜡块的制作，简化了组织芯片蜡块制作步骤，提高了组织芯片蜡块中组织芯和受体蜡块4结合的稳定性。

具体的，如图1－图3所示，本实施例本还提供一种组织芯片制作方法，利用上述所述的组织芯片制作装置进行设计，依次包括如下步骤：

s1：水平放置固定模具1，将受体蜡块4放置在固定模具1的凹槽11内，并将第一盖板2放置在受体蜡块4的上方，通过微型电钻6驱动钻头7竖直穿过第一微阵列孔21并在受体蜡块4上钻出指定深度的容置孔；

s2：根据第一微阵列孔21在受体蜡块4上钻出所有的容置孔后，取下第一盖板2，清理受体蜡块4上的蜡屑，保证容置孔的干净；

s3：将微型电钻6的驱动端安装中空的毛细钢管8，并驱动毛细钢管8在包埋有人体组织的供体蜡块5上钻孔，供体蜡块5被钻出的部分包含有组织芯并留存在毛细钢管8的空腔内；

s4：将第二盖板3代替第一盖板2放置在受体蜡块4的上方，将空腔内含有组织芯的毛细钢管8从微型电钻6取下并放置在第二微阵列孔31中靠上的定位孔内，随后，通过顶针9将毛细钢管8内的组织芯推入容置孔中；

s5：重复s3和s4，直至每个容置孔内均固定有组织芯。

本发明实施例提供的组织芯片制作方法，通过采用上述组织芯片制作装置，步骤简单，所需配件为有限的几个，且每个步骤的执行不需要专业人员，容易上手，出错率低，便于推广。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。