CN114015568B - 一种类器官芯片及其制备方法 - Google Patents
一种类器官芯片及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114015568B CN114015568B CN202111172776.8A CN202111172776A CN114015568B CN 114015568 B CN114015568 B CN 114015568B CN 202111172776 A CN202111172776 A CN 202111172776A CN 114015568 B CN114015568 B CN 114015568B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- cell culture
- communicated
- culture chamber
- tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 210000002220 organoid Anatomy 0.000 title claims abstract description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 8
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 claims abstract description 264
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 18
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims 4
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 abstract description 10
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 8
- 230000003670 easy-to-clean Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 69
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 7
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 5
- 210000004748 cultured cell Anatomy 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 230000004791 biological behavior Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 210000002865 immune cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002107 myocardial effect Effects 0.000 description 1
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 1
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 description 1
- 210000001778 pluripotent stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 1
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/08—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing artificial tissue or for ex-vivo cultivation of tissue
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/38—Caps; Covers; Plugs; Pouring means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/48—Holding appliances; Racks; Supports
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
- C12M29/04—Filters; Permeable or porous membranes or plates, e.g. dialysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
- C12M35/08—Chemical, biochemical or biological means, e.g. plasma jet, co-culture
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
- C12M41/32—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of substances in solution
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physiology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种类器官芯片及其制备方法，属于器官培养技术领域。一种类器官芯片，包括芯片盒体，芯片盒体从上至下依次设置有用于培养细胞的第一层、起到阻隔作用的第二层、用于物质交换的第三层和用于培养细胞第四层；第一层包括第一基板，第一基板上设置有多组第一培养区域，第一培养区域设置有依次排列和连通的第一细胞培养室、第二细胞培养室、第三细胞培养室和第四细胞培养室以及设置有依次排列和连通的第五细胞培养室、第六细胞培养室、第七细胞培养室和第八细胞培养室。本发明提供的一种类器官芯片及其制备方法，能够培养多种类的细胞，有利于微型化和集成化，并且易于清洗。
Description
技术领域
本发明是一种类器官芯片及其制备方法，属于器官培养技术领域。
背景技术
随着细胞生物学与类器官技术的发展，细胞三维培养技术正逐渐取代传统二维细胞培养技术。目前，多种类型的细胞都有较强的自组装能力，比如多潜能干细胞、肿瘤细胞、组织细胞等。三维细胞球是由多种细胞自组装形成的三维聚集体，更接近体内组织细胞的结构形态并且更有利于其功能机制的研究。
器官芯片是一个基于多通道流体芯片的三维细胞培养系统，由多个模拟人体组织和器官环境的细胞培养分区集合而成。在各分区通过仿生循环系统进行连接。器官芯片中还包含有集成化的微型传感和成像器件用于实时、在线检测三维细胞聚集体生长的微环境和生长状态、组织和器官间相互作用等。其主要目标是要在芯片上模拟生物体的环境进行细胞、组织和器官的培养，研究并控制细胞在体外培养过程中的生物学行为，从而实现能够模拟生物体环境的器官移植以及药物评价等。
现有的类器官芯片的上下层细胞重叠，培养的器官种类较少，不利于微型化和集成化，并且清洗比较困难。
发明内容
针对现有技术存在不足，本发明的目的是提供一种类器官芯片及其制备方法，能够培养多种类的细胞，有利于微型化和集成化，并且易于清洗。
为了上述目的，本发明提供了一种类器官芯片，包括芯片盒体，所述芯片盒体从上至下依次设置有用于培养细胞的第一层、起到阻隔作用的第二层、用于物质交换的第三层和用于培养细胞第四层；
所述第一层包括第一基板，所述第一基板上设置有多组第一培养区域，所述第一培养区域设置有依次排列和连通的第一细胞培养室、第二细胞培养室、第三细胞培养室和第四细胞培养室以及设置有依次排列和连通的第五细胞培养室、第六细胞培养室、第七细胞培养室和第八细胞培养室，所述第一细胞培养室、第五细胞培养室通过通道连通有第一液体进口，所述第四细胞培养室、第八细胞培养室通过通道连通有第一检测池；
所述第一培养区域设置的各细胞培养室和连通的通道呈凹槽状，且各细胞培养室和连通的通道底部设置有过滤网，第二层用于阻隔第一培养区域各细胞培养室和连通的通道内的细胞或者培养液向下流出。
采用上述方案，第一细胞培养室与第五细胞培养室连通，第二细胞培养室与第六细胞培养室连通，第三细胞培养室与第七细胞培养室连通，第四细胞培养室与第八细胞培养室连通，并且第一细胞培养室与第六细胞培养室连通，第六细胞培养室与第三细胞培养室连通，第三细胞培养室与第八细胞培养室连通；
第一层接种细胞前，需要将第一层放置于培养箱内预热，使第一层保持37℃，然后利用37℃的培养基冲洗第一层，并去除气泡，在第一细胞培养室、第二细胞培养室、第三细胞培养室、第四细胞培养室、第五细胞培养室、第六细胞培养室、第七细胞培养室和第八细胞培养室接种同一种细胞溶液，接种的细胞溶液由通道流入其他细胞培养室中，对细胞培养时，将培养液加入第一液体进口内，由通道流经其他各细胞培养室内，保证各细胞培养室培养细胞的均一性，设置的第一检测池用于检测培养液中的成分；
第一培养区域设置为多组，能够对多种细胞同时培养，有利于微型化和集成化，第一培养区域设置的第一细胞培养室、第二细胞培养室、第三细胞培养室、第四细胞培养室、第五细胞培养室、第六细胞培养室、第七细胞培养室和第八细胞培养室以及连通的通道呈凹槽状方便操作人员对其清洗。
优选的，所述第一基板的一侧设置有第一把手。
采用上述方案，设置的第一把手方便操作人员移动第一基板。
优选的，所述第二层包括第二基板，所述第二基板的一侧设置有第二把手。
采用上述方案，设置的第二把手方便操作人员移动第二基板。
优选的，所述第三层包括第三基板，所述第三基板上设置有多组多孔膜，所述多孔膜与第一培养区域上下对应。
采用上述方案，设置的多孔膜用于第一层和第四层的培养液进行物质交换，第一层的培养液透过多孔膜渗透到第四层。
优选的，第四层包括第四基板，所述第四基板上设置有多组第二培养区域，所述第二培养区域设置有依次排列和连通的第一细胞培养槽、第二细胞培养槽和第三细胞培养槽以及设置有依次排列和连通的第四细胞培养槽、第五细胞培养槽和第六细胞培养槽，所述第二细胞培养槽与所述第五细胞培养槽之间设置有第七细胞培养槽，所述第一细胞培养槽、第四细胞培养槽通过通道连通有第二液体进口，所述第三细胞培养槽、第六细胞培养槽通过通道连通有第二检测池。
采用上述方案，第一细胞培养槽与第四细胞培养槽连通，第二细胞培养槽与第七细胞培养槽连通，第七细胞培养槽与第五细胞培养槽连通，第三细胞培养槽与第六细胞培养槽连通，第二液体进口分别与第二细胞培养槽、第五细胞培养槽连通，第二细胞培养槽与第二检测池连通，第五细胞培养槽与第二检测池连通；
第四层接种细胞前，需要将第四层放置于培养箱内预热，使第四层保持37℃，然后利用37℃的培养基冲洗第四层，并去除气泡，在第一细胞培养槽、第二细胞培养槽、第三细胞培养槽、第四细胞培养槽、第五细胞培养槽、第六细胞培养槽、第七细胞培养槽接种同一种细胞溶液，接种的细胞溶液由通道流入其他细胞培养槽中，对细胞培养时，将培养液加入第二液体进口内，由通道流经其他各细胞培养槽内，保证各细胞培养槽培养细胞的均一性，设置的第二检测池用于检测培养液中的成分，第二培养区域设置为多组，能够对多种细胞同时培养，有利于微型化和集成化。
优选的，所述第四基板的一侧设置有第四把手。
采用上述方案，设置的第四把手方便操作人员移动第四基板。
优选的，所述第二培养区域与所述第一培养区域上下对应。
优选的，所述芯片盒体从上至下依次设置有第一放置槽、第二放置槽、第三放置槽、第四放置槽，所述第一放置槽与所述第一层相适配，所述第二放置槽与所述第二层相适配，所述第三放置槽与所述第三层相适配，所述第四放置槽与所述第四层相适配，置于第一放置槽的第一层的底部与置于第二放置槽的第二层的顶部相抵。
采用上述方案，第一层、第二层、第三层和第四层与芯片盒体可拆卸连接，方便操作人员对第一层、第二层、第三层和第四层清洗或更换。
优选的，所述芯片盒体的顶部扣合连接有顶盖，所述顶盖的顶部固定连接有第五把手。
采用上述方案，打开顶盖便于操作人员观察第一层各细胞培养室和通道的情况。
本发明还提供一种类器官芯片的制备方法，包括以下步骤：
S1.利用计算机绘制第一层、第二层、第三层和第四层及其微结构和通道，利用D打印机在各层芯片基材上加工；
S2.将第一层、第二层、第三层和第四层的边缘进行加工，形成密封圈；
S3.将第一层、第二层、第三层和第四层插入芯片盒体内进行组装。
采用上述方案，设置的密封圈保证了第一层、第二层、第三层、第四层与芯片盒体之间的密封性。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)第一培养区域和第二培养区域设置为多组，能够对多种细胞同时培养，有利于微型化和集成化，第一培养区域设置的第一细胞培养室、第二细胞培养室、第三细胞培养室、第四细胞培养室、第五细胞培养室、第六细胞培养室、第七细胞培养室和第八细胞培养室以及连通的通道呈凹槽状方便操作人员对其清洗。
(2)第一培养区域设置的各细胞培养室和连通的通道呈凹槽状，且各细胞培养室和连通的通道底部设置有过滤网，第二层能够阻隔第一培养区域各细胞培养室和连通的通道内的细胞或者培养液向下流出，需要使第一层与第四层进行物质交换时，利用第二把手将第二基板抽出即可，操作方便。
(3)第一层、第二层、第三层和第四层与芯片盒体可拆卸连接，方便操作人员对第一层、第二层、第三层和第四层清洗或更换。
附图说明
图1为本发明第一层、第二层、第三层和第四层的立体图。
图2为本发明第一层的俯视图。
图3为本发明第四层的俯视图。
图4为本发明芯片盒体的立体图。
10、第一层；101、第一基板；102、第一培养区域；103、第一把手；104、第一液体进口；105、第一细胞培养室；106、第二细胞培养室；107、第三细胞培养室；108、第四细胞培养室；109、第五细胞培养室；110、第六细胞培养室；111、第七细胞培养室；112、第八细胞培养室；113、第一检测池；20、第二层；201、第二基板；202、第二把手；30、第三层；301、第三基板；302、多孔膜；40、第四层；401、第四基板；402、第二培养区域；403、第四把手；404、第二液体进口；405、第一细胞培养槽；406、第二细胞培养槽；407、第三细胞培养槽；408、第七细胞培养槽；409、第四细胞培养槽；410、第五细胞培养槽；411、第六细胞培养槽；412、第二检测池；50、芯片盒体；501、第一放置槽；502、第二放置槽；503、第三放置槽；504、第四放置槽；60、顶盖；601、第五把手。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参考图1-4，本发明提供一种类器官芯片，包括芯片盒体50，芯片盒体50从上至下依次设置有用于培养细胞的第一层10、起到阻隔作用的第二层20、用于物质交换的第三层30和用于培养细胞第四层40；
第一层10包括第一基板101，第一基板101上设置有多组第一培养区域102，第一培养区域102设置有依次排列和连通的第一细胞培养室105、第二细胞培养室106、第三细胞培养室107和第四细胞培养室108以及设置有依次排列和连通的第五细胞培养室109、第六细胞培养室110、第七细胞培养室111和第八细胞培养室112，第一细胞培养室105、第五细胞培养室109通过通道连通有第一液体进口104，第四细胞培养室108、第八细胞培养室112通过通道连通有第一检测池113；
第一培养区域102设置的各细胞培养室和连通的通道呈凹槽状，且各细胞培养室和连通的通道底部设置有过滤网，第二层20用于阻隔第一培养区域102各细胞培养室和连通的通道内的细胞或者培养液向下流出。
第一细胞培养室105与第五细胞培养室109连通，第二细胞培养室106与第六细胞培养室110连通，第三细胞培养室107与第七细胞培养室111连通，第四细胞培养室108与第八细胞培养室112连通，并且第一细胞培养室105与第六细胞培养室110连通，第六细胞培养室110与第三细胞培养室107连通，第三细胞培养室107与第八细胞培养室112连通；
第一层10接种细胞前，需要将第一层10放置于培养箱内预热，使第一层10保持37℃，然后利用37℃的培养基冲洗第一层10，并去除气泡，在第一细胞培养室105、第二细胞培养室106、第三细胞培养室107、第四细胞培养室108、第五细胞培养室109、第六细胞培养室110、第七细胞培养室111和第八细胞培养室112接种同一种细胞溶液，接种的细胞溶液由通道流入其他细胞培养室中，对细胞培养时，将培养液加入第一液体进口104内，由通道流经其他各细胞培养室内，保证各细胞培养室培养细胞的均一性，设置的第一检测池113用于检测培养液中的成分；
第一培养区域102设置为多组，能够对多种细胞同时培养，有利于微型化和集成化，第一培养区域102设置的第一细胞培养室105、第二细胞培养室106、第三细胞培养室107、第四细胞培养室108、第五细胞培养室109、第六细胞培养室110、第七细胞培养室111和第八细胞培养室112以及连通的通道呈凹槽状方便操作人员对其清洗。
第一基板101的一侧设置有第一把手103，设置的第一把手103方便操作人员移动第一基板101。
第二层20包括第二基板201，第二基板201的一侧设置有第二把手202，设置的第二把手202方便操作人员移动第二基板201。
第三层30包括第三基板301，第三基板301上设置有多组多孔膜302，多孔膜302与第一培养区域102上下对应。
设置的多孔膜302用于第一层10和第四层40的培养液进行物质交换，第一层10的培养液透过多孔膜302渗透到第四层40。
第四层40包括第四基板401，第四基板401上设置有多组第二培养区域402，第二培养区域402设置有依次排列和连通的第一细胞培养槽405、第二细胞培养槽406和第三细胞培养槽407以及设置有依次排列和连通的第四细胞培养槽409、第五细胞培养槽410和第六细胞培养槽411，第二细胞培养槽406与第五细胞培养槽410之间设置有第七细胞培养槽408，第一细胞培养槽405、第四细胞培养槽409通过通道连通有第二液体进口404，第三细胞培养槽407、第六细胞培养槽411通过通道连通有第二检测池412。
第一细胞培养槽405与第四细胞培养槽409连通，第二细胞培养槽406与第七细胞培养槽408连通，第七细胞培养槽408与第五细胞培养槽410连通，第三细胞培养槽407与第六细胞培养槽411连通，第二液体进口404分别与第二细胞培养槽406、第五细胞培养槽410连通，第二细胞培养槽406与第二检测池412连通，第五细胞培养槽410与第二检测池412连通；
第四层40接种细胞前，需要将第四层40放置于培养箱内预热，使第四层40保持37℃，然后利用37℃的培养基冲洗第四层40，并去除气泡，在第一细胞培养槽405、第二细胞培养槽406、第三细胞培养槽407、第四细胞培养槽409、第五细胞培养槽410、第六细胞培养槽411、第七细胞培养槽408接种同一种细胞溶液，接种的细胞溶液由通道流入其他细胞培养槽中，对细胞培养时，将培养液加入第二液体进口404内，由通道流经其他各细胞培养槽内，保证各细胞培养槽培养细胞的均一性，设置的第二检测池412用于检测培养液中的成分，第二培养区域402设置为多组，能够对多种细胞同时培养，有利于微型化和集成化。
第四基板401的一侧设置有第四把手403，设置的第四把手403方便操作人员移动第四基板401。
第二培养区域402与第一培养区域102上下对应。
芯片盒体50从上至下依次设置有第一放置槽501、第二放置槽502、第三放置槽503、第四放置槽504，第一放置槽501与第一层10相适配，第二放置槽502与第二层20相适配，第三放置槽503与第三层30相适配，第四放置槽504与第四层40相适配，置于第一放置槽501的第一层10的底部与置于第二放置槽502的第二层20的顶部相抵。
第一层10、第二层20、第三层30和第四层40与芯片盒体50可拆卸连接，方便操作人员对第一层10、第二层20、第三层30和第四层40清洗或更换。
芯片盒体50的顶部扣合连接有顶盖60，顶盖60的顶部固定连接有第五把手601，打开顶盖60便于操作人员观察第一层10各细胞培养室和通道的情况。
本发明的第一培养区域102和第二培养区域402培养的是细胞、细胞球、组织或者类器官，例如培养的可以是神经细胞、免疫细胞球、心肌组织、肿瘤类器官等。
本发明还提供一种类器官芯片的制备方法，包括以下步骤：
S1.利用计算机绘制第一层10、第二层20、第三层30和第四层40及其微结构和通道，利用3D打印机在各层芯片基材上加工；
S2.将第一层10、第二层20、第三层30和第四层40的边缘进行加工，形成密封圈；
S3.将第一层10、第二层20、第三层30和第四层40插入芯片盒体50内进行组装。
设置的密封圈保证了第一层10、第二层20、第三层30、第四层40与芯片盒体50之间的密封性。
工作原理：首先利用37℃的培养基冲洗第一层10，第二层20、第三层30和第四层40并去除气泡，然后将第一层10、第二层20、第三层30和第四层40插入芯片盒体50内进行组装，放置于培养箱内预热，使整体保持37℃；
第一层10接种细胞时，操作人员打开顶盖60向第一细胞培养室105、第二细胞培养室106、第三细胞培养室107、第四细胞培养室108、第五细胞培养室109、第六细胞培养室110、第七细胞培养室111和第八细胞培养室112接种同一种细胞溶液，接种的细胞溶液由通道流入其他细胞培养室中，对细胞培养时，将培养液加入第一液体进口104内，由通道流经其他各细胞培养室内，保证各细胞培养室培养细胞的均一性，设置的第一检测池113用于检测培养液中的成分，培养完成后，利用流体将通道内的微小细胞冲走，留下各细胞培养室内的细胞继续培养，最终聚集形成三维细胞球；
第四层40接种细胞时，利用第四把手403将第四层40抽出加入细胞或者培养液，对细胞进行培养时，将第四层40与芯片盒体50组装，在第一细胞培养槽405、第二细胞培养槽406、第三细胞培养槽407、第四细胞培养槽409、第五细胞培养槽410、第六细胞培养槽411、第七细胞培养槽408接种同一种细胞溶液，接种的细胞溶液由通道流入其他细胞培养槽中，对细胞培养时，将培养液加入第二液体进口404内，由通道流经其他各细胞培养槽内，保证各细胞培养槽培养细胞的均一性，设置的第二检测池412用于检测培养液中的成分，第二培养区域402设置为多组，能够对多种细胞同时培养，培养完成后，利用流体将通道内的微小细胞冲走，留下各细胞培养室内的细胞继续培养，最终聚集形成三维细胞球；
需要使第一层10和第四层40进行物质交换时，利用第二把手202将第二基板201抽出，第一细胞培养室105、第二细胞培养室106、第三细胞培养室107、第四细胞培养室108、第五细胞培养室109、第六细胞培养室110、第七细胞培养室111和第八细胞培养室112内的培养液及连通的通道内的培养液通过多孔膜302渗透到第四层40，进行物质交换；
第一层10、第二层20、第三层30和第四层40与芯片盒体50可拆卸连接，方便操作人员对第一层10、第二层20、第三层30和第四层40清洗或更换。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (3)
1.一种类器官芯片，其特征在于，包括芯片盒体(50)，所述芯片盒体(50)从上至下依次设置有用于培养细胞的第一层(10)、起到阻隔作用的第二层(20)、用于物质交换的第三层(30)和用于培养细胞第四层(40)；
所述第一层(10)包括第一基板(101)，所述第一基板(101)上设置有多组第一培养区域(102)，所述第一培养区域(102)设置有依次排列和连通的第一细胞培养室(105)、第二细胞培养室(106)、第三细胞培养室(107)和第四细胞培养室(108)以及设置有依次排列和连通的第五细胞培养室(109)、第六细胞培养室(110)、第七细胞培养室(111)和第八细胞培养室(112)，所述第一细胞培养室(105)、第五细胞培养室(109)通过通道连通有第一液体进口(104)，所述第四细胞培养室(108)、第八细胞培养室(112)通过通道连通有第一检测池(113)；
所述第一培养区域(102)设置的各细胞培养室和连通的通道呈凹槽状，且各细胞培养室和连通的通道底部设置有过滤网，第二层(20)用于阻隔第一培养区域(102)各细胞培养室和连通的通道内的细胞或者培养液向下流出，
所述第一基板(101)的一侧设置有第一把手(103)；包括第二基板(201)，所述第二基板(201)的一侧设置有第二把手(202)；
所述第三层(30)包括第三基板(301)，所述第三基板(301)上设置有多组多孔膜(302)，所述多孔膜(302)与第一培养区域(102)上下对应；
第四层(40)包括第四基板(401)，所述第四基板(401)上设置有多组第二培养区域(402)，所述第二培养区域(402)设置有依次排列和连通的第一细胞培养槽(405)、第二细胞培养槽(406)和第三细胞培养槽(407)以及设置有依次排列和连通的第四细胞培养槽(409)、第五细胞培养槽(410)和第六细胞培养槽(411)，所述第二细胞培养槽(406)与所述第五细胞培养槽(410)之间设置有第七细胞培养槽(408)，所述第一细胞培养槽(405)、第四细胞培养槽(409)通过通道连通有第二液体进口(404)，所述第三细胞培养槽(407)、第六细胞培养槽(411)通过通道连通有第二检测池(412)；所述第四基板(401)的一侧设置有第四把手(403)；所述第二培养区域(402)与所述第一培养区域(102)上下对应；所述芯片盒体(50)从上至下依次设置有第一放置槽(501)、第二放置槽(502)、第三放置槽(503)、第四放置槽(504)，所述第一放置槽(501)与所述第一层(10)相适配，所述第二放置槽(502)与所述第二层(20)相适配，所述第三放置槽(503)与所述第三层(30)相适配，所述第四放置槽(504)与所述第四层(40)相适配，置于第一放置槽(501)的第一层(10)的底部与置于第二放置槽(502)的第二层(20)的顶部相抵。
2.根据权利要求1所述的一种类器官芯片，其特征在于，所述芯片盒体(50)的顶部扣合连接有顶盖(60)，所述顶盖(60)的顶部固定连接有第五把手(601)。
3.一种如权利要求1-2任一所述的一种类器官芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.利用计算机绘制第一层(10)、第二层(20)、第三层(30)和第四层(40)及其微结构和通道，利用3D打印机在各层芯片基材上加工；
S2.将第一层(10)、第二层(20)、第三层(30)和第四层(40)的边缘进行加工，形成密封圈；
S3.将第一层(10)、第二层(20)、第三层(30)和第四层(40)插入芯片盒体(50)内进行组装。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111172776.8A CN114015568B (zh) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | 一种类器官芯片及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111172776.8A CN114015568B (zh) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | 一种类器官芯片及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114015568A CN114015568A (zh) | 2022-02-08 |
| CN114015568B true CN114015568B (zh) | 2024-02-23 |
Family
ID=80055542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111172776.8A Active CN114015568B (zh) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | 一种类器官芯片及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114015568B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103981096A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-08-13 | 东南大学 | 一种两层细胞培养体系器官芯片及其制备方法 |
| CN105754855A (zh) * | 2016-04-12 | 2016-07-13 | 中国航天员科研训练中心 | 一种流加式两层细胞共培养器官芯片 |
| CN105907641A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-08-31 | 大连医科大学附属第医院 | 一种组装型、多条件平行培养微流控装置及其使用方法 |
| CN107312713A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-11-03 | 中科芯瑞(苏州)生物科技有限公司 | 一种微流控芯片及其应用 |
| CN107502547A (zh) * | 2017-09-25 | 2017-12-22 | 中科芯瑞(苏州)生物科技有限公司 | 一种实现多种细胞共培养的微流控芯片及其应用 |
| CN111218404A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-02 | 苏州济研生物医药科技有限公司 | 一种仿生多器官芯片及其制备方法和应用 |
| CN111575187A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-08-25 | 苏州济研生物医药科技有限公司 | 一种多器官芯片及其使用方法 |
| CN112300940A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-02 | 大连医科大学 | 一种基于微流控技术构建的牙周软组织仿生芯片及其应用 |
| KR102534432B1 (ko) * | 2022-09-13 | 2023-05-26 | 텐드바이오 주식회사 | 생체 모사 장기 칩 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6423082B2 (ja) * | 2015-04-03 | 2018-11-14 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 細胞培養装置および細胞培養方法 |
| AU2019215247A1 (en) * | 2018-02-05 | 2020-08-20 | EMULATE, Inc. | Stem cell-based lung-on-chip models |
-
2021
- 2021-10-08 CN CN202111172776.8A patent/CN114015568B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103981096A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-08-13 | 东南大学 | 一种两层细胞培养体系器官芯片及其制备方法 |
| CN105754855A (zh) * | 2016-04-12 | 2016-07-13 | 中国航天员科研训练中心 | 一种流加式两层细胞共培养器官芯片 |
| CN105907641A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-08-31 | 大连医科大学附属第医院 | 一种组装型、多条件平行培养微流控装置及其使用方法 |
| CN107312713A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-11-03 | 中科芯瑞(苏州)生物科技有限公司 | 一种微流控芯片及其应用 |
| CN107502547A (zh) * | 2017-09-25 | 2017-12-22 | 中科芯瑞(苏州)生物科技有限公司 | 一种实现多种细胞共培养的微流控芯片及其应用 |
| CN111218404A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-02 | 苏州济研生物医药科技有限公司 | 一种仿生多器官芯片及其制备方法和应用 |
| CN111575187A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-08-25 | 苏州济研生物医药科技有限公司 | 一种多器官芯片及其使用方法 |
| CN112300940A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-02 | 大连医科大学 | 一种基于微流控技术构建的牙周软组织仿生芯片及其应用 |
| KR102534432B1 (ko) * | 2022-09-13 | 2023-05-26 | 텐드바이오 주식회사 | 생체 모사 장기 칩 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114015568A (zh) | 2022-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2964422C (en) | Microfluidic device for cell-based assays | |
| US20170291173A1 (en) | Devices for fluid management | |
| US11680241B2 (en) | Perfusion enabled bioreactors | |
| CN111218404A (zh) | 一种仿生多器官芯片及其制备方法和应用 | |
| JP2022501003A (ja) | 相互接続されたウェルを有するマイクロプレートを備えた流体デバイス | |
| CN107904170A (zh) | 细胞培养模块及细胞培养系统 | |
| US10633624B2 (en) | Methods and apparatus for perfusion and environment control of microplate labware | |
| WO2019157356A1 (en) | Perfusion enabled bioreactors | |
| CN112481077A (zh) | 一种微流控灌流培养装置及其灌流方法 | |
| US20240117288A1 (en) | Culture devices | |
| CN212316139U (zh) | 一种仿生多器官芯片 | |
| CN114015568B (zh) | 一种类器官芯片及其制备方法 | |
| CN207760352U (zh) | 细胞培养模块、培养液模块、细胞培养芯片及细胞培养机箱 | |
| CN113862151A (zh) | 一种用于细胞共培养的微流控芯片装置及一种细胞共培养方法 | |
| CN109337813A (zh) | 适用于生物组织培养及实时监测的系统和方法 | |
| CN212357270U (zh) | 一种自动化ivf培养与时差分析装置及配套培养皿 | |
| CN220224189U (zh) | 一种类器官培养装置 | |
| CN108384719B (zh) | 细胞共培养装置 | |
| CN116042396A (zh) | 一种类器官自动化跨膜培养装置 | |
| CN104893953A (zh) | 基于微流控芯片的贴壁细胞划痕制作及迁移观测方法 | |
| US20170158999A1 (en) | Modular bioreactor for culture of biopaper based tissues | |
| CN209584260U (zh) | 适用于生物组织培养及实时监测的系统 | |
| PL238379B1 (pl) | Urządzenie do perfuzyjnych hodowli komórkowych | |
| CN118374352A (zh) | 一种适用于共聚焦显微成像的复合力环境多细胞器官芯片 | |
| CN117965301A (zh) | 一种多器官芯片、制备方法及使用方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |