CN116790377A - 三维培养芯片、仿生器官模型及其构建、检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种三维培养芯片、仿生器官模型及其构建、检测方法，包括：依次堆叠的基板、中间层、盖板；其中，基板，包括第一微流道以及第一腔室矩阵；中间层，包括嵌设其中的多孔生物膜片以及间隔多孔生物膜片与第一腔室矩阵对应连通设置的第二腔室矩阵；盖板，包括第二微流道、以及与第二微流道相连通的对应第二腔室矩阵的第三腔室矩阵，第一腔室矩阵和第二腔室矩阵通过多孔生物膜片进行物质交换；第一微流道和第二微流道分别用于为第一腔室矩阵和第二腔室矩阵提供流体环境。利用本发明的三维培养芯片，可快速生产大量细胞微球，培养过程自动化。芯片分为上下流道层，可进行不同器官的培养，进行多细胞的相互作用和免疫相互的研究。

Description

三维培养芯片、仿生器官模型及其构建、检测方法

技术领域

本发明属于生物组织工程和生物医药技术领域，具体涉及一种三维培养芯片、仿生器官模型及其构建、检测方法。

背景技术

器官芯片是一种新型的生物芯片，通过组织工程技术和微加工技术，将由活细胞组成的微缩的人工器官集成于微流控芯片上，以实现对微缩器官的实时培养和检测，其微生理系统无限接近被研究的人体器官。通过器官芯片，可对组织器官的病变、病情的发展有更深刻的了解，促进有效药物尽早筛选和评价，帮助研究者探索发病机制，提高临床治疗效果。人体器官芯片目前已成为生物医学工程研究中最前沿和最具有转化价值的研究领域之一，被2016年达沃斯论坛评为十大新兴技术之一。在新药研发、疾病模型、个性化医疗和航天医学等领域具有广阔的应用前景。

现有的二维细胞培养，缺乏器官三维组织结构，缺乏细胞-细胞、细胞-基质相互作用，缺乏类似人体的细胞培养的微环境，不能全面分析作用机理和对其他器官的毒性影响。

传统的三维细胞培养采用U型低吸附版、Hanging Drop等方式制备细胞聚集体，需要的样本量大、不能模拟人体内的免疫环境以及和其他器官的相互作用。不论是细胞聚集体的制备还是进行药物的检测，传统方法都费力耗时。

发明内容

针对上述描述的现有技术的缺点，本发明提供一种可模拟人体吸收过程的细胞聚集体三维培养芯片，为药物筛选和疾病研究提供一种全新的模型。本发明适用于皮肤、心脏、肝脏、肾脏、肠道、脾脏、胰腺等多种组织器官的混合培养。具体地，本发明的技术方案如下：

本发明的一方面，提供一种三维培养芯片，包括：依次堆叠的基板、中间层、盖板；其中，

基板，包括第一微流道、以及与所述第一微流道相连通的第一腔室矩阵，所述第一腔室矩阵底部适于培养细胞聚集体、细胞球、类器官中的一种或多种；

中间层，包括嵌设其中的多孔生物膜片以及间隔所述多孔生物膜片与所述第一腔室矩阵对应连通设置的第二腔室矩阵；

盖板，包括第二微流道，以及与所述第二微流道相连通的对应所述第二腔室矩阵的第三腔室矩阵；所述第三腔室矩阵与所述第二腔室矩阵连通设置；

所述第一腔室矩阵和所述第二腔室矩阵通过所述多孔生物膜片进行物质交换；所述第一微流道和所述第二微流道分别用于为所述第一腔室矩阵和所述第二腔室矩阵提供流体环境。

可选地，还包括多孔生物膜片限位块，所述多孔生物膜片限位块嵌设在所述中间层上、所述第二腔室矩阵设置在所述限位块上。

可选地，所述盖板还用于生成不同浓度的流路结构，其中，所述第二微流道至少包括第一浓度入口和第二浓度入口。

可选地，所述第二微流道具有多级多分比混合结构，以形成具有不同浓度的流路，所述不同浓度的流路分别与所述第三腔室矩阵相连通。

可选地，还包括设置在所述盖板上的第一加样孔、第二加样孔，所述第一加样孔配置为与所述第一腔室矩阵相连通，所述第二加样孔配置为与所述第二腔室矩阵相连通。

可选地，所述第一加样孔和所述第二加样孔的数量分别与所述第一腔室矩阵或者所述第二腔室的行或列的数量相同。

可选地，还包括设置在所述盖板上的第一排气孔、第二排气孔，所述第一排气孔配置为与所述第一腔室矩阵相连通，所述第二排气孔配置为与所述第二腔室矩阵相连通。

可选地，还包括设置在所述盖板上的流体入口和流体出口，所述流体入口穿过所述中间层与所述基板的第一微流道相连通；所述流体出口穿过所述中间层与所述第一腔室矩阵连接。

本发明的另一方面，提供一种仿生器官芯片的构建方法，采用前文记载的所述的三维培养芯片，所述方法包括：

在所述基板的所述第一腔室矩阵的底部，培养形成三维细胞组织，包括：细胞聚集体、类器官、生物组织中的一种或多种；

连续灌注培养获得仿生器官芯片。

所述连续灌注培养获得仿生器官芯片之前，所述方法还包括：

在所述中间层的所述第二腔室矩阵底部的多孔生物膜片上和/或多孔生物膜片下培养细胞结构层。

本发明的另一方面，提供一种采用前文记载的仿生器官芯片进行物质检测的方法，包括：

经所述第二微流道向所述第二腔室矩阵加入预先设定浓度的待测物，所述待测物经过所述多孔生物膜片，作用于所述三维细胞组织；

获得和分析所述三维细胞组织在不同浓度待测物作用下的结构和功能变化。

可选地，所述经所述第二微流道向所述第二腔室矩阵加入预先设定浓度的待测物，待测物经过所述多孔生物膜片，作用于所述三维细胞组织包括：

经所述第二微流道向所述第二腔室矩阵加入预先设定浓度的待测物，所述待测物经过所述多孔生物膜片上和/或所述多孔生物膜片下的所述细胞结构层，作用于下层所述三维细胞组织。

可选地，所述方法还包括：

利用所述盖板对所述待测物进行浓度梯度处理，生成不同浓度的待测物，以使所述不同浓度的待测物经过所述多孔膜片上和/或所述多孔生物膜片下的所述细胞结构层，作用于下层所述三维细胞组织。

本申请另一方面还提供一种仿生器官模型的实施例，包括

呈矩阵排列和培养的三维细胞组织；

多孔生物膜片；

所述三维细胞组织与所述多孔生物膜片具有相互独立的流体；所述三维细胞组织通过所述多孔生物膜片与所述多孔生物膜片另一侧进行物质交换。

可选地，所述模型还包括：

呈矩阵排列和培养，且间隔所述多孔生物膜片与所述三维细胞组织对应设置的细胞结构层；

所述三维细胞组织与所述细胞结构层具有相互独立的流体；所述细胞聚集体与所述细胞结构层通过所述多孔生物膜片进行物质交换。

本发明提出一种三维培养芯片及仿生器官芯片的构建方法，可快速生产大量细胞微球，需要的样本量少，有利于珍贵样本的处理。培养过程自动化，大大较少人为操作。另外，芯片分为上下流道层，可进行不同器官的培养，并且可以基于生成的仿生器官进行待测物的检测，可进行多细胞的相互作用和免疫相互的研究。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明其中一实施例所提出的三维培养芯片结构示意图；

图2是根据本发明其中一实施例所提出的三维培养芯片的基板的结构示意图；

图3是根据本发明其中一实施例所提出的三维培养芯片的中间层的结构示意图；

图4是根据本发明其中一实施例所提出的三维培养芯片的盖板的结构示意图；细胞聚集体细胞聚集体细胞聚集体

图5是图2中B-B剖面示意图；

图6是图2中C处第一腔室的俯视图的放大示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

实施例1

本发明提出一种可模拟人体吸收过程的三维培养芯片，具体地，一种三维培养芯片，包括：依次堆叠的基板、中间层、盖板；其中，

基板，包括第一微流道、以及与所述第一微流道相连通的第一腔室矩阵，所述第一腔室矩阵底部适于培养细胞聚集体、细胞球、类器官中的一种或多种；

中间层，包括嵌设其中的多孔生物膜片以及间隔所述多孔生物膜片与所述第一腔室矩阵对应连通设置的第二腔室矩阵；

盖板，包括第二微流道、以及与第二微流道相连通的对应第二腔室矩阵的第三腔室矩阵；第三腔室矩阵与第二腔室矩阵连通设置。

第一腔室矩阵和第二腔室矩阵通过多孔生物膜片进行物质交换；第一微流道和第二微流道分别用于为第一腔室矩阵和第二腔室矩阵提供流体环境。

可以通过三维细胞组织培养矩阵，快速生产大量三维细胞组织，例如细胞聚集体、类器官、生物组织中的一种或多种；具体的，第一腔室矩阵和第二腔室矩阵可以通过多孔生物膜片进行物质交换，第一微流道和第二微流道可以分别用于为第一腔室矩阵和第二腔室矩阵提供流体环境，从而提高培养过程的自动化程度和通量，并且可以对不同器官进行培养，进行多细胞的相互作用和免疫相互的研究。

在一些实施例中，该芯片还可以包括多孔生物膜片限位块，多孔生物膜片限位块嵌设在中间层上、第二腔室矩阵设置在限位块上。

在一些实施例中，盖板还可以用于生成不同浓度的流路结构，其中，流体入口可以至少包括第一浓度入口和第二浓度入口。

在一些实施例中，第二微流道具有多级多分比混合结构，可以形成具有不同浓度的流路，不同浓度的流路可以分别与第三腔室矩阵相连通。

在一些实施例中，三维培养芯片还可以包括设置在盖板上的流体入口和流体出口，流体入口穿过中间层与基板的第一微流道相连通；流体出口穿过中间层与第一腔室矩阵连接。

参见图1-6，本发明的三维培养芯片，主要由三部分组成，分别为依次堆叠的基板A1、中间层A2、盖板A3。

其中基板A1，通过第一微流道A1-1为细胞聚集体提供流体培养环境；在细胞培养层A1上形成有第一腔室矩阵A1-2，第一微流道A1-1与第一腔室矩阵A1-2相连通、为第一腔室矩阵A1-2提供细胞培养营养物质或者药物测试中的药物刺激。

中间层A2夹设于基板A1和盖板A3之间，包括嵌设其中的多孔生物膜片A4以及间隔多孔生物膜片A4与第一腔室矩阵A1-2对应连通的第二腔室矩阵(图中并未标出)。

盖板A3，包括第二微流道A3-1、以及与第二微流道A3-1相连通的对应第二腔室矩阵的第三腔室矩阵A3-2。

第一腔室矩阵A1-2和第二腔室矩阵可以通过多孔生物膜片A4进行物质交换，第一微流道A1-1和第二微流道A3-1分别用于为第一腔室矩阵A1-2和第二腔室矩阵提供流体环境，例如可以提供细胞培养营养物质或者药物测试中的药物刺激。

本实施例中，第一腔室矩阵A1-2、第二腔室矩阵、第三腔室矩阵A3-2是相互对应的，当三层结构叠在一起形成芯片时，第一腔室矩阵A1-2、第二腔室矩阵、第三腔室矩阵A3-2共同形成细胞聚集体培养腔室矩阵。

本实施例中，上、下层中的第一微流道A1-1和第二微流道A3-1可以分别为组织或器官培养提供所需的营养物质或药物测试中提供不同浓度的药物刺激，同时为组织或器官培养提供仿生环境中的流体剪切力。

由多孔生物膜片将芯片培养腔室分成上下两部分，上部分由叠加的第二腔室矩阵和第三腔室矩阵A3-2构成，用于提供一定浓度的药物；下部腔室由第一腔室矩阵A1-2构成、用于培养细胞聚集体、细胞球、类器官中的一种或多种，上下腔室通过多孔生物膜片A4进行物质交换；同时，多孔生物膜片可以为膜上培养组织或器官生长提供足够的空间和一定的物理支撑。

可选地，本实施例中在中间层A2上开设有多孔生物膜片限位块A5，多孔生物膜片限位块A5可以对多孔生物膜片限位块A5进行分隔，形成第二腔室矩阵。具体的，该中间层A2上还可以开设有多孔生物膜片固定槽A2-4，例如多孔生物膜片固定槽A2-4可以为8个，对应于8个浓度梯度，用于定位8个多孔生物膜片A4。

为了形成不同的浓度梯度，在盖板A3上可以至少包括两种不同浓度的入口，例如本实施例中包括第一浓度入口A3-3，第二浓度入口A3-4，其中，第一浓度例如大于第二浓度。

在一些实施例中，第二微流道可以采用圣诞树结构，经过多级多分比混合结构，形成不同浓度的流路结构，比如本实施例中生成8个浓度梯度，不同浓度的流路分别连通第三腔室矩阵，为培养细胞聚集体、细胞球、类器官中等的培养提供不同的流体环境。

经过圣诞树结构的微流道多级多分比，本实施例采用6级2分比，最终形成了8支不同浓度的流路，不同浓度的流路与第三腔室矩阵A3-2相连通，例如为每一行的腔室提供了具有不同浓度的药物。

上、下腔室均有专门的加样通道，用来对腔室的多孔生物膜片进行表面处理和灌注细胞。比如在上层的盖板A3上设置有流体入口A3-5，其经中间层A2上的孔A2-1、基板A1上的孔A1-4，将灌流的培养基经第一微流道A1-1输送至第一腔室矩阵A1-2。

在盖板A3上设置有对应于第一腔室矩阵A1-2的第一加样孔A3-6和第一排气孔A3-7，第一加样孔和第一排气孔分别包括多个，具体的数量可以与第一腔室矩阵A1-2的行或列的数量相同，比如本实施例中第一加样孔A3-6可以包括呈列排布的八个第一加样孔，第一排气孔A3-7也包括呈列排布的八个第一排气孔，两者均与第一腔室矩阵A1-2的行数相同，也即浓度梯度的数量，这些第一加样孔A3-6分别与中间层A2上的多个孔A2-2相通，与多孔生物膜片A4下层腔室相连。通过第一加样孔A3-6，可以给第一腔室矩阵A1-2加入细胞溶液。相应地，这些第一排气孔A3-7与中间层上的多个孔A2-3相连通，与多孔生物膜片A4下层腔室相连。第一加样孔A3-6与第一排气孔A3-7对称布置，根据需要，第一加样孔A3-6和第一排气孔A3-7可以互换。

在盖板A3上设置有对应于第二腔室矩阵的第二加样孔A3-8和第二排气孔A3-9，也即对应于培养腔室的上部腔室的加样孔，第二加样孔A3-8和第二排气孔A3-9分别包括多个，具体的数量可以与第二腔室矩阵的行或列的数量相同，比如本实施例中第二加样孔A3-8包括呈列排布的八个第二加样孔，第二排气孔A3-9也包括呈列排布的八个第二排气孔，两者均与第二腔室矩阵的行数相同，也即浓度梯度的数量。通过第二加样孔A3-8，可以给第二腔室矩阵加入内皮细胞溶液。第二加样孔A3-8与第二排气孔A3-9对称布置，根据需要，第二加样孔A3-8和第二排气孔A3-9可以互换。

可选地，还包括设置在基板A1、盖板A3的废液回收流路。具体地，在本实施例中，下层培养腔室、即第一腔室矩阵A1-2的废液由8条支路经3级合二为一混合后形成1条总回路，流至孔A1-3，孔A1-3与A2-5、A3-10相通，废液经形成盖板A3上的第一废液出口A3-11回收到废液瓶。

在一些实施例中，该芯片还可以包括设置在盖板A3上的流体入口(A3-5)和流体出口(A3-11)，流体入口(A3-5)穿过中间层A2与基板A1的第一微流道A1-1相连通，流体出口(A3-11)穿过中间层A2与第一腔室矩阵A1-2连接。

上层培养腔室，即第二腔室矩阵和第三腔室矩阵部分的废液由8条支路经3级合二为一混合后形成1条总回路，流至盖板A3上的第二废液出口A3-11，回收到废液瓶。

可选地，整个芯片采用高透明材质，便于使用光学仪器对细胞聚集体进行检测和观察。其中A1、A2、A3、A5可用PMMA、PC、PS、COC等高透明分子材料加工、压铸或注塑而成，也可由玻璃等材料加工而成。A4-多孔生物膜片可选用PET、PC、PTFE等材料的多孔结构膜。

可选地，本实施例中的第一微流道A1-1、第二微流道A3-1例如具有约0.25mm的宽度、约0.25mm的深度。

可选地，基板A1的上表面与膜固定层A2的下表面可以通过双面胶或生物胶粘贴、热压键合、超声键合、激光键合等方式进行封装。

可选地，基板A1的上表面与多孔生物膜片A4的下表面可以通过双面胶或生物胶粘贴、热压键合、超声键合、激光键合等方式进行封装。

可选地，中间层A2的上表面与盖板A3的下表面可以通过双面胶或生物胶粘贴、热压键合、超声键合、激光键合等方式进行封装。

可选地，多孔生物膜片下层腔室，即第一腔室采用底部球形与上表面为椭圆形的广口结构，底部球形直径约Φ1.00mm，上部椭圆结构所图6所示，长轴约2.00mm、短轴约1.25mm。多孔生物膜片上层腔室为与下层对应的椭圆形结构。图5所示剖面图A-A中标注的A1--5为一条支路上的6个细胞聚集体培养室。

实施例2

针对实施例1所提出的三维培养芯片，本实施例进行具体应用示例：

一种仿生器官芯片的构建方法，采用前文记载的三维培养芯片，构建方法包括以下步骤：

在基板的第一腔室矩阵的底部，培养形成细胞聚集体，具体的，可以包括细胞球、类器官、生物组织中的一种或多种。

在中间层的第二腔室矩阵底部的多孔生物膜片上培养内皮细胞和/或上皮细胞的细胞结构层，具体的，内皮细胞可以包括血管内皮细胞、肺内皮细胞、心脏内皮细胞中的一种或多种。

在一些实施例中，以培养皮肤、心脏、肝脏、肾脏、肠道、脾脏、胰腺等多种组织器官为例，仿生器官芯片的构建步骤具体可以包括：

1)准备皮肤、心脏、肝脏、肾脏、肠道、脾脏、胰腺等多种组织器官的人源多功能干细胞(IPSCs)分化的细胞。具体地，可以通过收集人体尿液或者血液中的细胞，进行细胞重编程，使其成为诱导多能干细胞(IPSC)，通过对IPSC进行诱导分化，使其向各种所需器官类型的细胞分化，得到构建该器官所需要的细胞。

2)取上述组装好的发明芯片和管路系统，使用环氧乙烷、紫外线或酒精对芯片和管路系统进行灭菌；

3)在无菌培养环境内，通过图4芯片上层的第二加样孔A3-8各加入细胞外基质，对多孔生物膜片进行处理，利于细胞生长；

4)将细胞外基质吸出，放入无菌烘箱内，烘干1小时；

5)在无菌培养环境内，通过图4芯片下层的第一加样孔A3-6各加入需要培养器官对应的原代或IPSC分化的细胞。将20ul浓度1x10^5的细胞注入芯片下培养室，将芯片1000转离心5分钟，让细胞聚焦在芯片底部并生长成球；

6)将芯片从培养箱取出，通过图4芯片上层的第二加样孔A3-8各加入20ul浓度1x10^5的内皮细胞溶液到芯片上培养室，使细胞在多孔生物膜片上贴壁生长构建血管内皮结构；

7)连接芯片与培养系统，并在每个培养瓶内注入15ml培养基，启动培养系统，开始对培养室内细胞进行连续自动灌注培养，获得仿生器官芯片。

本申请还提供一种采用前述仿生器官芯片进行物质检测方法的实施例，具体的，该方法可以包括以下步骤：

经第二微流道向第二腔室矩阵加入预先设定浓度的待测物，待测物经过多孔生物膜片上的细胞结构层，作用于下层细胞聚集体；

获得和分析细胞聚集体在不同浓度待测物作用下的结构和功能变化。

实施例3：

采用前文记载的仿生器官芯片进行物质检测的方法，所述方法包括：

1)将培养完成后的仿生器官芯片取出，从图4标注A3-3、A3-4口加入培养基和高浓度药物，药物经过浓度梯度生成结构后自动生成浓度梯度，经过内皮层和多孔生物膜片后作用于下层细胞聚集体。

2)分析细胞聚集体在不同浓度作用下的结构和功能变化。

3)芯片上层流道中可加入免疫细胞构建免疫环境。

本申请另外还提供一种仿生器官模型的实施例，包括位于底层的细胞聚集体矩阵，以及通过多孔生物膜片与所述细胞聚集体矩阵实现物质交互的上层矩阵。

在一些实施例中，所述上层矩阵具有培养于所述多孔生物膜片上的内皮结构矩阵。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (15)

1.一种三维培养芯片，其特征在于，包括：依次堆叠的基板、中间层、盖板；其中，

基板，包括第一微流道、以及与所述第一微流道相连通的第一腔室矩阵，所述第一腔室矩阵底部适于培养细胞聚集体、细胞球、类器官中的一种或多种；

中间层，包括嵌设其中的多孔生物膜片以及间隔所述多孔生物膜片与所述第一腔室矩阵对应连通设置的第二腔室矩阵；

盖板，包括第二微流道、以及与所述第二微流道相连通的对应第二腔室矩阵的第三腔室矩阵；所述第三腔室矩阵与所述第二腔室矩阵连通设置；

所述第一腔室矩阵和所述第二腔室矩阵通过所述多孔生物膜片进行物质交换；所述第一微流道和所述第二微流道分别用于为所述第一腔室矩阵和所述第二腔室矩阵提供流体环境。

2.根据权利要求1所述的三维培养芯片，其特征在于，还包括多孔生物膜片限位块，所述多孔生物膜片限位块嵌设在所述中间层上、所述第二腔室矩阵设置在所述限位块上。

3.根据权利要求1所述的三维培养芯片，其特征在于，所述盖板还用于生成不同浓度的流路结构，其中，所述第二微流道至少包括第一浓度入口和第二浓度入口。

4.根据权利要求3所述的三维培养芯片，其特征在于，所述第二微流道具有多级多分比混合结构，以形成具有不同浓度的流路，所述不同浓度的流路分别与所述第三腔室矩阵相连通。

5.根据权利要求1所述的三维培养芯片，其特征在于，还包括设置在所述盖板上的第一加样孔、第二加样孔，所述第一加样孔配置为与所述第一腔室矩阵相连通，所述第二加样孔配置为与所述第二腔室矩阵相连通。

6.根据权利要求5所述的三维培养芯片，其特征在于，所述第一加样孔和所述第二加样孔的数量分别与所述第一腔室矩阵或者所述第二腔室的行或列的数量相同。

7.根据权利要求6所述的三维培养芯片，其特征在于，还包括设置在所述盖板上的第一排气孔、第二排气孔，所述第一排气孔配置为与所述第一腔室矩阵相连通，所述第二排气孔配置为与所述第二腔室矩阵相连通。

8.根据权利要求1所述的三维培养芯片，其特征在于，还包括设置在所述盖板上的流体入口和流体出口，所述流体入口穿过所述中间层与所述基板的第一微流道相连通；所述流体出口穿过所述中间层与所述第一腔室矩阵连接。

9.一种仿生器官芯片的构建方法，其特征在于，采用权利要求1至8任一项所述的三维培养芯片，所述方法包括：

在所述基板的所述第一腔室矩阵的底部，培养形成三维细胞组织，包括：细胞聚集体、类器官、生物组织中的一种或多种；

连续灌注培养获得仿生器官芯片。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述连续灌注培养获得仿生器官芯片之前，所述方法还包括：

在所述中间层的所述第二腔室矩阵底部的多孔生物膜片上和/或多孔生物膜片下培养细胞结构层。

11.采用权9至权10任意一项所述的仿生器官芯片进行物质检测的方法，其特征在于，所述方法包括：

经所述第二微流道向所述第二腔室矩阵加入预先设定浓度的待测物，所述待测物经过所述多孔生物膜片，作用于所述三维细胞组织；

获得和分析所述三维细胞组织在不同浓度待测物作用下的结构和功能变化。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述经所述第二微流道向所述第二腔室矩阵加入预先设定浓度的待测物，待测物经过所述多孔生物膜片，作用于所述三维细胞组织包括：

经所述第二微流道向所述第二腔室矩阵加入预先设定浓度的待测物，所述待测物经过所述多孔生物膜片上和/或所述多孔生物膜片下的所述细胞结构层，作用于下层所述三维细胞组织。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用所述盖板对所述待测物进行浓度梯度处理，生成不同浓度的待测物，以使所述不同浓度的待测物经过所述多孔膜片上和/或所述多孔生物膜片下的所述细胞结构层，作用于下层所述三维细胞组织。

14.一种仿生器官模型，其特征在于，包括：

呈矩阵排列和培养的三维细胞组织；

多孔生物膜片；

所述三维细胞组织与所述多孔生物膜片具有相互独立的流体；所述三维细胞组织通过所述多孔生物膜片与所述多孔生物膜片另一侧进行物质交换。

15.根据权利要求14所述的模型，其特征在于，所述模型还包括：

呈矩阵排列和培养，且间隔所述多孔生物膜片与所述三维细胞组织对应设置的细胞结构层；

所述三维细胞组织与所述细胞结构层具有相互独立的流体；所述细胞聚集体与所述细胞结构层通过所述多孔生物膜片进行物质交换。