本申請(qǐng)涉及器官芯片,尤其涉及一種器官芯片。
背景技術(shù):
1、目前三維生物模型,例如各種器官模型、類器官等,已被廣泛用于在體外復(fù)制人體器官的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能,為疾病研究和藥物測(cè)試提供精準(zhǔn)模型、為患者定制疾病模型,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化診斷和治療方案的開(kāi)發(fā)、加速藥物篩選和安全性評(píng)估等方面。
2、但是目前仍有很多問(wèn)題,例如在長(zhǎng)期的震蕩下培養(yǎng)的體外器官模型與實(shí)際工作狀態(tài)不同、無(wú)法模擬極端條件下的體外器官模型生長(zhǎng)過(guò)程等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種器官芯片,用于在特殊環(huán)境條件進(jìn)行體外三維生物模型/器官模型的培養(yǎng),減輕特殊條件對(duì)其生長(zhǎng)狀態(tài)的影響。例如,應(yīng)用于超重、失重、劇烈震蕩等極特殊條件下的三維生物模型/器官模型培養(yǎng)。
2、本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種器官芯片,包括:
3、主體,形成有第一腔、位于第一腔的下方且與第一腔連通的第二腔、與第一腔連通且相互間隔的進(jìn)液連通口及出液連通口,主體具有位于第一腔與第二腔之間且面向第一腔的臺(tái)階面,臺(tái)階面包括第一區(qū)及連接第一區(qū)的第二區(qū);
4、微柱,位于第一腔,微柱連接第一區(qū)且突出于第一區(qū),第二區(qū)為空白區(qū)。
5、在其中一些實(shí)施例中,第二腔具有沿第一方向相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)第三側(cè)壁,第一方向與主體的厚度方向垂直;
6、每一第三側(cè)壁均對(duì)應(yīng)設(shè)置有至少一第一區(qū),每一第一區(qū)均連接一微柱。
7、在其中一些實(shí)施例中,每一第三側(cè)壁均對(duì)應(yīng)設(shè)置有多個(gè)第一區(qū),多個(gè)第一區(qū)沿第三側(cè)壁的延伸方向間隔設(shè)置。
8、在其中一些實(shí)施例中,主體形成有位于第一腔的下方且與第一腔連通的多個(gè)第二腔,多個(gè)第二腔沿第一方向排布,每一第二腔均具有沿第一方向相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)第三側(cè)壁。
9、在其中一些實(shí)施例中,沿第一方向,進(jìn)液連通口與出液連通口位于第一腔的相對(duì)的兩側(cè)。
10、在其中一些實(shí)施例中,主體形成有與第一腔連通的進(jìn)液腔,進(jìn)液腔設(shè)有進(jìn)液連通口。
11、在其中一些實(shí)施例中,主體形成有與第一腔連通的出液腔,出液腔設(shè)有出液連通口。
12、在其中一些實(shí)施例中,第二區(qū)連接第一區(qū)的整周。
13、在其中一些實(shí)施例中,主體形成有多個(gè)第一腔、與每一第一腔對(duì)應(yīng)的第二腔、進(jìn)液連通口及出液連通口;多個(gè)第一腔沿第二方向排布,第二方向與主體的厚度方向垂直。
14、在其中一些實(shí)施例中,主體還形成有位于相鄰兩個(gè)第一腔之間的連通通道,連通通道將相鄰兩個(gè)第一腔中的一個(gè)第一腔對(duì)應(yīng)的出液連通口與另一個(gè)第一腔對(duì)應(yīng)的進(jìn)液連通口連通。
15、在其中一些實(shí)施例中,主體包括:
16、底板;
17、中間板,底板設(shè)于中間板的下方且二者之間形成第二腔;以及
18、蓋板,設(shè)于中間板的上方且二者之間形成第一腔。
19、在其中一些實(shí)施例中,中間板的上表面設(shè)有上凹槽,上凹槽的內(nèi)壁與蓋板的下表面之間形成第一腔。
20、在其中一些實(shí)施例中,中間板的下表面設(shè)有下凹槽,下凹槽的內(nèi)壁與底板的上表面之間形成第二腔。
21、在其中一些實(shí)施例中,主體還形成有進(jìn)液通道及出液通道,進(jìn)液通道連通于進(jìn)液連通口,出液通道連通于出液連通口;其中,進(jìn)液通道與出液通道位于第一腔的同側(cè);和/或,進(jìn)液通道的至少部分彎曲;和/或,器官芯片還包括與進(jìn)液通道連通的除氣泡件。
22、在其中一些實(shí)施例中,主體還形成有進(jìn)液通道及出液通道,進(jìn)液通道連通于進(jìn)液連通口,出液通道連通于出液連通口;
23、其中,器官芯片還包括進(jìn)液管路,進(jìn)液管路包括進(jìn)液管及進(jìn)液過(guò)濾器,主體的表面形成有與進(jìn)液通道連通的進(jìn)液端口,進(jìn)液管連接進(jìn)液端口及進(jìn)液過(guò)濾器;和/或,器官芯片還包括出液管路,出液管路包括出液管及出液過(guò)濾器,主體的表面形成有與出液通道連通的出液端口,出液管連接出液端口及出液過(guò)濾器。
24、本申請(qǐng)實(shí)施例的器官芯片,設(shè)計(jì)第二腔位于第一腔的下方,進(jìn)液連通口及出液連通口均與第一腔連通,則經(jīng)由進(jìn)液連通口進(jìn)入的流體(如,培養(yǎng)液)將首先進(jìn)入到第一腔,之后由第一腔流入到其下方的第二腔以及出液連通口。
25、本申請(qǐng)實(shí)施例的器官芯片,通過(guò)腔室和微柱的設(shè)計(jì),可以在超重、失重、劇烈震蕩等極特殊條件下,實(shí)現(xiàn)對(duì)第二腔內(nèi)的生物模型的穩(wěn)定和獨(dú)立培養(yǎng),以及充分的液體交換。
26、在本申請(qǐng)中,通過(guò)腔室和微柱對(duì)生物模型進(jìn)行約束,實(shí)現(xiàn)生物模型的位置充分固定。
27、在本申請(qǐng)中,流體經(jīng)過(guò)微柱流入第二腔內(nèi),能夠最大可能保持流體的流通,同時(shí)保障培養(yǎng)基和代謝物的交換;同時(shí),微柱的設(shè)計(jì),還進(jìn)一步防止流體中異物聚集堵塞以及防止多個(gè)體外器官聚集粘附從而發(fā)生壞死。經(jīng)由進(jìn)液連通口進(jìn)入的流體中的懸浮物在流向出液連通口的過(guò)程中,會(huì)至少部分吸附在微柱上,改善懸浮物聚集在出液連通口處造成出液連通口堵塞的問(wèn)題。上述設(shè)計(jì)臺(tái)階面還包括連接第一區(qū)的第二區(qū),第二區(qū)為空白區(qū),使得流體能夠從空白區(qū)經(jīng)過(guò),也即,從微柱的附近經(jīng)過(guò),利于流體中的懸浮物吸附在微柱上,提升對(duì)懸浮物的吸附效果。
28、在本申請(qǐng)中,第一腔室、第二腔室的連接設(shè)計(jì)以及連通通道設(shè)計(jì),可以使得生物模型的培養(yǎng)過(guò)程中,換液更加徹底,進(jìn)一步提升培養(yǎng)基和生物代謝物的交互。
1.一種器官芯片,其特征在于,包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器官芯片,其特征在于,所述第二腔具有沿第一方向相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)第三側(cè)壁,所述第一方向與所述主體的厚度方向垂直;
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器官芯片,其特征在于,每一所述第三側(cè)壁均對(duì)應(yīng)設(shè)置有多個(gè)所述第一區(qū),多個(gè)所述第一區(qū)沿所述第三側(cè)壁的延伸方向間隔設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器官芯片,其特征在于,所述主體形成有位于所述第一腔的下方且與所述第一腔連通的多個(gè)所述第二腔,多個(gè)所述第二腔沿所述第一方向排布,每一所述第二腔均具有沿所述第一方向相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)所述第三側(cè)壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器官芯片,其特征在于,沿所述第一方向,所述進(jìn)液連通口與所述出液連通口位于所述第一腔的相對(duì)的兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器官芯片,其特征在于,所述主體形成有與所述第一腔連通的進(jìn)液腔,所述進(jìn)液腔設(shè)有所述進(jìn)液連通口;
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器官芯片,其特征在于,所述第二區(qū)連接所述第一區(qū)的整周。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的器官芯片,其特征在于,所述主體形成有多個(gè)所述第一腔、與每一所述第一腔對(duì)應(yīng)的所述第二腔、所述進(jìn)液連通口及所述出液連通口;
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的器官芯片,其特征在于,所述主體還形成有位于相鄰兩個(gè)所述第一腔之間的連通通道,所述連通通道將相鄰兩個(gè)所述第一腔中的一個(gè)所述第一腔對(duì)應(yīng)的所述出液連通口與另一個(gè)所述第一腔對(duì)應(yīng)的進(jìn)液連通口連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器官芯片,其特征在于,所述主體包括:
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的器官芯片,其特征在于,所述中間板的上表面設(shè)有上凹槽,所述上凹槽的內(nèi)壁與所述蓋板的下表面之間形成所述第一腔;
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器官芯片,其特征在于,所述主體還形成有進(jìn)液通道及出液通道,所述進(jìn)液通道連通于所述進(jìn)液連通口,所述出液通道連通于所述出液連通口;
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器官芯片,其特征在于,所述主體還形成有進(jìn)液通道及出液通道,所述進(jìn)液通道連通于所述進(jìn)液連通口,所述出液通道連通于所述出液連通口;