CN117143731A - 一种组合式多细胞间相互作用芯片及其建模方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种组合式多细胞间相互作用芯片，包括顶盖层，基底层和腔室层，其特征在于，所述基底层和腔室层键和粘接，所述顶盖层可以完全覆盖腔室层并紧密接触基底层，所述腔室层设有正面若干培养腔室贯通连接背面定位培养腔室以及微通道，所述定位培养腔室为定位培养腔室分别通过微栅栏阵列连接共用的所述微通道。本发明的组合式多细胞间相互作用芯片可以实现多细胞共培养的体外建模，灵活模拟细胞所需的复杂生理微环境，实现静态或动态的多单元多细胞多类型的细胞长时间共培养，提供细胞间相互作用研究的有效，可重复使用，多元化通用平台。

Description

一种组合式多细胞间相互作用芯片及其建模方法和应用

技术领域

本发明涉及器官及/或细胞培养的芯片领域，具体涉及一种组合式多细胞间相互作用芯片及其建模方法和应用。

背景技术

研究复杂器官系统之间的联系，最基础的就是研究关键功能细胞之间的相互作用。细胞之间的相互作用是多细胞生物的基本特征，对于组织水平的发育和生理功能至关重要。细胞间相互作用直接发生，例如在组织中组织细胞层的稳定细胞-细胞连接处，或间接发生，例如当细胞通过分泌信号分子进行通信时。相互作用发生在相同表型的细胞之间以及不同表型的细胞之间。了解细胞相互作用现象非常重要，以便获得相关生物学功能的信息。生物学功能的信息可以转化为药物筛选和组织工程等应用。

而传统的体外模型中，动物模型除了伦理问题和高成本外，外排转运蛋白、紧密连接和细胞-细胞信号传导的物种差异在一定程度上阻碍了基于动物的研究。此外，动物实验中多个细胞的紧凑组装导致难以准确靶向特定细胞群，针对特定的细胞进行研究和观察变得格外复杂。此外，常规的二维的细胞培养技术无法在体外构建复杂的研究模型或者重建目标器官的复杂空间结构。而细胞间相互作用涉及关键生物过程(如细胞信号传导和动态细胞间相互作用)需要在可重复的生理细胞培养条件下进行可靠分析。因此，通常用于这类研究的工具是transwell小室，或者细胞划痕法。虽然这两种方法可以实现特定细胞的分区域生长，并且允许细胞间信息的交流，提供体外研究胞间互作的可能性。但transwell无法实现细胞的光学的实时分区观察，细胞划痕法则无法实现多种细胞的分析。

随着微流控芯片技术的不断发展，以其他方式无法解决的困难有了相应的解决办法。通过灵活地设计微流控芯片，结合多种细胞以及特定生物结构，芯片上的多细胞的共培养不仅可以实现传统方法的功能，并且还具备构建更复杂目标器官的关键功能的微生理系统(MPS)的潜力，例如，关键组织界面，时空细胞间/细胞外基质相互作用，涉及营养素，代谢废物和细胞因子的浓度梯度，免疫微环境等。此外，芯片上还允许对不同区域培养的细胞分别进行观察，获取生物分子或者细胞因子的浓度分布特征，这提供了更加具体和清晰的生物研究手段。

芯片或芯片系统可以提供确定的和可重复的模拟场景，使人们能够在模拟活体组织内机械力的环境中可靠地研究细胞行为。常规的芯片结构主要分为三类：平行微通道芯片，多层微通道芯片和复杂形状芯片。而相较于其他两种芯片，平行微通道芯片允许复杂结构的设计和加工特征，且具有加工工艺相对简单，易观查的优势。因此，基于平行微通道芯片的设计和加工，以实现对目标细胞间相互作用进行体外建模，具有不可替代的价值和巨大的应用潜力。

发明内容

本发明提供了一种组合式多细胞间相互作用芯片及其应用，通过结构设计和工艺优化，实现对目标细胞间相互作用进行体外建模，并对目标器官的细胞-细胞外基质-微环境的特定要素进行模拟、体外建模设计。

本发明提供以下技术方案：

一种组合式多细胞间相互作用芯片，包括基底层和腔室层，其特征在于，所述基底层和腔室层键和粘接，所述腔室层设有若干培养腔室，所述培养腔室的背面贯通连接定位培养腔室，所述定位培养腔室分别通过微栅栏阵列连接微通道，所述微通道为定位培养腔室所共用。

进一步的，所述微栅栏阵列由微柱阵列组成，微柱之间的间隙宽度为3-20μm，高度60-20μm，阵列设为4-10排，所述微通道的长度大于所述培养腔室的衔接长度。

进一步的，在所述腔室层上方设有透光的顶盖层，所述顶盖层与所述腔室层进行组合或拆分，所述顶盖层完全覆盖腔室层并紧密接触基底层，所述基底层的材质为玻璃，所述腔室层材质为聚二甲基硅氧烷PDMS。

进一步的，芯片两侧设有进液通道和出液通道，进液通道、出液通道与微通道连通进行灌流培养，进液通道上设有液体驱动装置，出液通道连接废液袋。

进一步的，芯片两侧设有进液通道和出液通道，多个芯片串联，前一芯片的出液通道与后一芯片的进液通道相互连通，进液通道、出液通道与微通道连通进行灌流培养，进液通道上设有液体驱动装置。

进一步的，所述芯片设有相互平行的第一微通道和第二微通道形成公用微通道，分别在公用微通道两侧打孔，在第一微通道两侧设进液通道和出液通道分别连接注射泵和废液袋，在第二微通道两侧设有联通的液体通道，设置蠕动泵，靠近培养腔室的第一微通道灌注包裹三维支架，在远离培养腔室的第二微通道中持续灌流新鲜培养基。

进一步的，对所述基底层的玻璃片进行煮片，玻璃片在体积比为H₂O₂：浓硫酸＝7:3的混合液中加热煮沸15min，清水清洗，置于无水乙醇中浸泡6小时以上，超纯水清洗，氮气吹干，用于培养贴壁细胞。

一种利用组合式多细胞间相互作用芯片多细胞共培养模型的方法，包括以下步骤：

步骤1将多种细胞悬液分别接种在所述组合式多细胞间相互作用芯片的不同培养腔室中，各腔室中加入液体体积一致；

步骤2置于37℃、5％CO₂与95％空气的混合气体培养箱环境下，培养并观察进入定位培养腔室内的贴壁细胞生长情况；

步骤3通过显微成像或细胞染色细胞形态观察，和/或取上清液检测生化指标，和/或利用消化酶消化细胞收集胞体检测。

一种将组合式多细胞间相互作用芯片用于建立神经-单核细胞共培养模型的用途，共培养细胞分别为神经细胞SH-SY5Y细胞和单核细胞THP-1悬浮细胞。

一种利用组合式多细胞间相互作用芯片建立神经炎症模型的方法，包括以下步骤：

步骤1将神经元细胞悬液接种在所述组合式多细胞间相互作用芯片的第一培养腔室中，同时在第二培养腔室和第三培养腔室中加入相同体积的培养基，置于37℃、5％CO2与95％空气的混合气体培养箱环境下，培养24h，观察神经元细胞在定位培养腔室内贴壁生长情况；

步骤2确定神经元贴壁培养后，弃培养基，清洗细胞，将单核细胞置于第二培养腔室中，在第一培养腔室中加入细胞炎症诱导剂，并在第三培养腔室中加入相同体积的培养基，置于37℃、5％CO₂与95％空气的混合气体培养箱环境下培养，观察细胞生长情况，并用光学监测仪器记录细胞生长情况；

步骤3取共培养72h时的培养腔室内的培养基，离心去掉杂质，取上清检测炎症因子浓度，利用光学显微仪器观察并记录72h内单核细胞的是否穿过微栅栏阵列和微通道产生迁移的情况。

进一步的，所述神经元细胞为SH-SY5Y细胞，所述单核细胞为THP-1悬浮细胞，所述细胞炎症诱导剂为脂多糖LPS，其浓度大于1μg/mL。

一种将组合式多细胞间相互作用芯片用于建立两种及以上细胞相互作用模型的用途。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明的组合式多细胞间相互作用芯片可以实现多细胞共培养的体外建模，模拟细胞所需的复杂而动态的微环境，实现可静态或动态的多单元多细胞多类型的细胞共培养，提供细胞间相互作用研究的有效，可重复使用，多元化通用平台。

(2)本发明的组合式多细胞间相互作用芯片易于制造，可复制性强。通过不可逆的粘接工艺和耐高温材料，方便了后续的灭菌工作，而这正是细胞培养的关键步骤之一。

(3)本发明的组合式多细胞间相互作用芯片简化了操作，减少了污染风险，降低了对操作人员和复杂仪器的要求。实验可以快速完成，让细胞回到稳定和适宜的生长环境。

(4)本发明的组合式多细胞间相互作用芯片彻底解决了密封芯片中气泡夹带的问题。这基本解决了目前器官芯片/共培养芯片系统可重复性差和复杂性高的问题。

(5)本发明的组合式多细胞间相互作用芯片的容量相对较大。结合阵列支柱结构，它为多种生物样本测试和细胞微环境分布特征描述提供了更多可行性。

附图说明

图1为组合式多细胞间相互作用芯片结构示意图；

图2为微栅栏阵列的结构示意图；

图3为连续灌流培养的芯片结构示意图；

图4为多种芯片串联式灌流培养的结构示意图；

图5为增加器官关键功能界面的芯片结构示意图；

图6为基于组合式多细胞间相互作用芯片多种灌流方式的芯片腔室层的结构设计图；

图7芯片上在公用微通道处构建的基于Martrigel的3维细胞培养的器官关键功能界面的显微成像图；

图8为基底表面亲水处理后液滴接触角的对比的结果图；

图9为SH-SY5Y贴壁细胞在表面亲水处理工艺前后基底层表面的相对细胞活力分析的实验结果图；

图10为SH-SY5Y细胞，U87细胞，HCMEC/D3共培养0和96h的显微成像图；

图11为实施例5中神经免疫相互作用共培养模型中SH-SY5Y细胞和THP-1细胞的共培养组和LPS-共培养组在72h内不同时间点细胞的明场显微成像图；

图12为实施例5中各组SH-SY5Y细胞活力分析的实验结果图；

图13为实施例5中LPS-共培养组和共培养组中各腔室72h显微成像实验结果图；

图14为实施例5中在实验组SH-SY5Y细胞和空白培养室以对照组的SH-SY5Y细胞对应的微屏障结构上，用明场显微镜观察THP-1细胞培养腔室向SH-SY5Y细胞培养腔室迁移的延迟图像的显微成像图；

图15为实施例5中不同组在组合式多细胞间相互作用芯片上IL-6、TNF-α(炎症因子)的总浓度对比结果图；

图16为实施例5实验组与对照组中各腔室炎症因子浓度分布差异结果图。

附图标记说明

1、基底层，2、腔室层，21、培养腔室，22、微通道，23、定位培养腔室，24、微栅栏阵列，3、顶盖层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的结构图及具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明提供了一种组合式多细胞间相互作用芯片，如图1所示，包括基底层1和腔室层2，基底层和腔室层键和粘接，腔室层2设有若干培养腔室21，培养腔室的背面贯通连接定位培养腔室23，定位培养腔室分别通过微栅栏阵列24连接微通道22，微通道为定位培养腔室所共用。

微栅栏阵列由微柱阵列组成，微柱之间的间隙宽度为3-40μm，高度60-20μm，如图2所示，阵列设为4-10排，微通道的长度大于培养腔室的衔接长度。

腔室层上方设有透光性强，且可以加工成型的顶盖层3，基底层的材质为玻璃，腔室层主要材质为聚二甲基硅氧烷PDMS。

加工时，分别加工芯片腔室层和基底层，然后等离子处理27s后进行键合。腔室层的加工基于标准软光刻工艺，首先用SU-8负光胶进行紫外光刻，固化成设计样式模具，然后PDMS预聚物：固化剂＝10:1的混合液被注塑成型，形成定位腔室层、微栅栏阵列和微通道，随后成型的腔室层揭下，用1.8cm直径刀具在腔室层打洞形成培养腔室。键合时保持键合面的干净。芯片主体的灭菌则直接选择灭菌锅灭菌。由于PDMS与玻璃之间的键合是基于硅烃基之间发生硅烷化反应，形成不可逆连接。而且这两种材质都耐高温，灭菌锅灭菌更有效且方便。顶盖则将内侧面向紫外灭菌灯，照射20min即可完成灭菌操作。

细胞分别在不同培养腔室中培养，微栅栏阵列结构对直径大于15μm的细胞有阻止流出培养腔室的功能，而允许例如细胞因子、离子、代谢物等物质自由地通过微栅栏阵列，流入微通道，这样能够实现共培养的细胞之间物质的交换，同时15μm的空间允许细胞招募或浸润从而实现细胞的迁移。

实施例2

本发明芯片的使用方式可以是多种的，包括静置培养方式和灌流方式以及多种芯片串联灌流培养方式。

静置培养方式的细胞接种方法与常规孔板的使用是一样的，即将细胞悬液直接用无菌移液枪加入到对应的培养腔室中，细胞培养箱静置培养。

微通道连续灌流培养如图3所示或多种芯片串联式灌流培养如图4所示。在芯片两侧设有进液通道和出液通道，进液通道、出液通道与微通道连通进行灌流培养，进液通道上设有液体驱动装置，出液通道连接废液袋。以实现多细胞/器官，多功能/功能界面的可逆组合。先将微通道结构两端打孔(直径1～4mm)再加工键合。

可通过灵活设计共培养通道的层数如图6，结合两侧的打孔连通灌流设备，进一步可以实现多腔室灌流或单腔室灌流。相对应地在顶盖处打孔，打孔尺寸与微通道两端保持一致，将直径稍大于孔的软管或者在顶盖层对准打孔位置镶嵌标准鲁尔接头与新鲜培养液和驱动装置连接，培养液通过进液通道的两侧流入和流出。然后向培养腔室中加入相同体积的培养基，灌流换液的情况下驱动装置需要选择蠕动泵。

如需在芯片上增加器官的关键功能界面，将芯片设计成如图5、图6所示的结构，该培养方式设有相互平行的第一微通道和第二微通道形成公用微通道，分别在公用微通道两侧打孔，第一微通道两侧设进液通道和出液通道，分别对接顶盖层的打孔位置连接稍大于打孔直径的软管，或者在顶盖层对准打孔位置镶嵌标准鲁尔接头，并用PDMS封住边缘，进一步通过软管连接分别连接注射泵和废液袋，第二微通道两侧设有联通的液体通道，设置蠕动泵。靠近培养腔室的第一微通道灌注包裹基质胶Martrigel的细胞，灌流后立刻加热成型，在远离培养腔室的第二微通道中持续灌流新鲜培养基，使其产生流体剪切应力以模拟体内血液流动的状态，辅助微血管内皮细胞致密生长，可构建的混合有细胞的水凝胶三维支架的屏障。第三微通道的微柱起到防止腔体塌陷的支撑作用。

增加器官关键功能界面的显微成像结果如图7所示，公用微通道的第一微通道中灌注Martrigel水凝胶和细胞的混合液并迅速加热形成固化的微屏障结构，并在第二微通道中灌流新鲜培养基。这样既可以构建生物屏障的体外建模，又可以实现长时间灌流并提供一定流体剪切应力，提供更真实的体外建模方式。

实施例3

通常芯片上用于贴壁细胞培养需要选择合适的包被条件，比如一些基质胶，或者纤连蛋白。本发明通过基底层的工艺改变，对基底玻璃表面进行亲水处理，不需要再加入任何包被条件即可进行常规的贴壁细胞培养，使得细胞培养的操作准备更加简单，价格更低廉。

对基底层的玻璃片进行亲水处理操作，具体地煮片操作步骤是，将体积比为H₂O₂：浓硫酸＝7:3的混合液加热煮沸15min，然后用清水反复清洗，置于无水乙醇中浸泡30分钟以上，然后用超纯水清洗30s以上，并用氮气吹干，用于培养贴壁细胞。

对亲水处理后的芯片进行对比实验，进行片上细胞接种和活性分析。

芯片用高温高压方法灭菌备用。顶盖背面经紫外线照射20分钟后备用。在无菌条件下，将含有2×10⁴个/mL的SH-SY5Y细胞和5×10⁴个/mL的THP-1细胞的悬浮液400μL分别加入第一培养腔室和第二培养腔室，在空白培养腔室中只加入400μL的培养液。在将芯片放入37℃的细胞培养箱之前，盖上顶层。使用CCK-8检测方法确定芯片上的细胞存活率。

基底表面亲水处理后液滴接触角的对比的结果如图8所示，亲水处理后的基地液体接触角达到14.3°(低于25°)，SH-SY5Y贴壁细胞在表面亲水处理和未处理的基底表面的细胞活力分析实验结果，如图9所示，在48h内亲水处理后的玻璃用于细胞培养活力增强了44.4％。说明表面亲水处理工艺有适合用于贴壁细胞的培养。

实施例4

研究复杂器官系统之间的联系，首先要研究关键功能细胞之间的相互作用。细胞-细胞间的相互作用是多细胞生物体的基本特征，对组织层面的发育和生理功能至关重要。细胞-细胞相互作用可直接发生，如组织层内稳定的细胞-细胞连接，也可间接发生，如细胞通过分泌信号分子进行交流。细胞间的相互作用可以发生在相同表型或不同表型的细胞之间。了解细胞-细胞相互作用现象对获取相关生物功能信息至关重要，这些信息可转化为药物筛选和组织工程等应用。

本发明提供的组合式多细胞间相互作用芯片可以用于同时培养贴壁细胞。将SH-SY5Y细胞，U87细胞，HCMEC/D3细胞的细胞悬液以同体积同时分别以的浓度2×10⁵个/mL，1×10⁴个/mL，1×10⁴个/mL取400μL加入到第一培养腔室，第二培养腔室和第三培养腔室中。具体步骤包括，将细胞悬液接种在所述组合式多细胞间相互作用芯片的相对应培养腔室中，并保证腔室中加入体积一致。置于37℃，5％CO₂恒温培养箱环境下，培养并观察贴壁细胞生长情况。通过显微成像或细胞染色细胞形态观察，和/或取上清液检测生化指标，和/或利用消化酶消化细胞收集胞体检测。

图10为多细胞共培养的显微成像结果图，比例尺：50μm，如图11所示，芯片上共培养SH-SY5Y细胞(第一培养腔室)，U87细胞(第二培养腔室)和HCMEC/D3细胞(第三培养腔室)共培养96h的细胞形态(比例尺，50μm)，细胞均展示了健康的细胞形态。SH-SY5Y细胞呈现上皮细胞样舒展贴壁状态。U87细胞长约为15-20μm，且呈现出细长的贴壁生长状态。HCMEC/D3细胞呈上皮细胞样，贴壁生长。本发明的芯片可以提供多种不同类型细胞定义的生长区域，并能够在96h内对细胞进行培养且在加入500μL培养基后不需要换液。

实施例5

神经炎症是各种神经系统疾病的常见特征。了解神经炎症和神经免疫相互作用非常重要。然而，炎症模型中的细胞间相互作用是复杂的。动物体内模型和二维细胞体外模型提供了大量的理论依据，但必须指出的是，这些模型有许多局限性，如动物和人类的基因差异、二维细胞体外模型的简单结构无法模拟真实的人体生理环境等。与其他技术相比，微流控芯片具有复杂的微米级结构和实时观察能力，在解决这些复杂性方面具有独特的优势。因此，为神经炎症体外建模开发一种用户友好、可重复的细胞-细胞相互作用芯片势在必行。

本发明提供了一种利用组合式多细胞间相互作用芯片建立神经-单核细胞共培养模型的方法用于神经炎症的研究，包括以下步骤：

步骤1将神经元细胞悬液接种在所述组合式多细胞间相互作用芯片的第一培养腔室中，同时在第二培养腔室和第三培养腔室中加入相同体积的培养基，置于37℃、5％CO₂细胞培养箱环境下，培养24h，观察神经元贴壁生长情况；

步骤2确定神经元贴壁培养后，将所有液体取出，PBS清洗后取出，然后将单核细胞置于第二培养腔室中，同时第一培养腔室和第三培养腔室中加入相同体积的培养基。置于37℃、5％CO₂与95％空气的混合气体培养箱环境下培养，在72h内观察细胞生长情况，并用光学监测仪器记录细胞生长情况；

步骤3取共培养72h时的培养腔室内的培养基，离心去掉杂质，取上清检测炎症因子浓度，利用光学显微仪器观察并记录单核细胞的是否穿过微栅栏阵列和微通道产生迁移的情况。其中，神经细胞为SH-SY5Y细胞，免疫细胞为THP-1悬浮细胞。

由上述方法在芯片上培养的模型为共培养组。同时，设置SH-SY5Y单独培养组，与上述实验步骤1相同，区别在于在步骤2中，不加入其他细胞。设置LPS-SH-SY5Y单独培养组，与上述实验步骤1相同，区别在于在步骤2中，不加入其他细胞并且向第一腔室中添加神经炎症造模诱导剂为脂多糖LPS。设置THP-1单独培养组，与上述实验步骤2相同，区别在于省略步骤1中。设置LPS-THP-1单独培养组，区别在于在省略步骤1，并且在步骤2中向第一腔室添加神经炎症造模诱导剂为脂多糖LPS。设置LPS-共培养组，与上述实验步骤1相同，区别在于在步骤2中，向第一腔室中添加神经炎症造模诱导剂为脂多糖LPS。

因此，为了研究神经炎症的免疫反应，基于本发明的组合式多细胞间相互作用芯片，在脂多糖(LPS)构建神经炎症模型过程中，利用显微镜，CCK-8细胞活力检测方法，活/死细胞染色方法，以及Elisa检测炎症因子IL-6和TNF-α，观察到细胞形态学的畸变(图11)，和细胞活力的下降(图12)，THP-1细胞在炎症作用下产生的迁移(图13)，炎症因子的增强和芯片上的分布规律(图15、16)。此外，还成功捕获了单核细胞在芯片上的迁移，并获得了迁移时间、距离和迁移速度等信息(图14)，为进一步研究神经免疫相互作用机制提供了更有针对性的理论支持。得益于芯片空间较大，芯片结构复杂，获得了炎症因子在芯片不同腔室中的分布规律(图16)，揭示了神经炎症模型中炎症因子的分布与THP-1细胞的迁移活性密切相关。基于实验结果，验证了THP-1细胞对神经炎症诱导的SH-SY5Y细胞的神经毒性作用。

这证实了本发明芯片作为多细胞共培养体外模型系统的实用性和科学价值。该芯片人性化的设计和简单的操作为常规实验室实验提供了可行性，为复杂靶器官的体外建模提供了新的方向。简而言之，本发明芯片具有以下特点。首先，本发明芯片易于制造和高度可复制。通过不可逆的键合过程和耐高温的材料，促进了后续的灭菌，这是细胞培养的关键步骤之一。其次，本发明芯片简化了操作，降低了污染风险，降低了对操作人员和复杂仪器的要求。实验可以快速完成，使细胞恢复到稳定和合适的生长环境。第三，本专利所述芯片完全消除了密封芯片中的气泡夹带问题。这基本解决了目前在器官芯片/共培养芯片系统中重复性差和复杂性高的问题。四是本发明芯片容量较大。结合阵列柱状结构，为多种生物样品的检测和表征细胞微环境的分布特征提供了更大的可行性。最后，本发明芯片具有多功能性和高重复性，使其更容易操作并提供广泛的商业应用。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种组合式多细胞间相互作用芯片，包括基底层和腔室层，其特征在于，所述基底层和腔室层键和粘接，所述腔室层设有若干培养腔室，所述培养腔室的背面贯通连接定位培养腔室，所述定位培养腔室分别通过微栅栏阵列连接微通道，所述微通道为定位培养腔室所共用。

2.根据权利要求1所述的组合式多细胞间相互作用芯片，其特征在于，所述微栅栏阵列由微柱阵列组成，微柱之间的间隙宽度为3-20μm，高度60-20μm，阵列设为4-10排，所述微通道的长度大于所述培养腔室的衔接长度。

3.根据权利要求2所述的组合式多细胞间相互作用芯片，其特征在于，在所述腔室层上方设有透光的顶盖层，所述顶盖层与所述腔室层进行组合或拆分，所述顶盖层完全覆盖腔室层并紧密接触基底层，所述基底层的材质为玻璃，所述腔室层材质为聚二甲基硅氧烷PDMS。

4.根据权利要求3所述的组合式多细胞间相互作用芯片，其特征在于，芯片两侧设有进液通道和出液通道，进液通道、出液通道与微通道连通进行灌流培养，进液通道上设有液体驱动装置，出液通道连接废液袋。

5.根据权利要求3所述的组合式多细胞间相互作用芯片，其特征在于，芯片两侧设有进液通道和出液通道，多个芯片串联，前一芯片的出液通道与后一芯片的进液通道相互连通，进液通道、出液通道与微通道连通进行灌流培养，进液通道上设有液体驱动装置。

6.根据权利要求3所述的组合式多细胞间相互作用芯片，其特征在于，所述芯片设有相互平行的第一微通道和第二微通道形成公用微通道，分别在公用微通道两侧打孔，在第一微通道两侧设进液通道和出液通道分别连接注射泵和废液袋，在第二微通道两侧设有联通的液体通道，设置蠕动泵，靠近培养腔室的第一微通道灌注包裹三维支架，在远离培养腔室的第二微通道中持续灌流新鲜培养基。

7.根据权利要求3所述的组合式多细胞间相互作用芯片，其特征在于，对所述基底层的玻璃片进行煮片，玻璃片在体积比为H₂O₂：浓硫酸＝7:3的混合液中加热煮沸15min，清水清洗，置于无水乙醇中浸泡6小时以上，超纯水清洗，氮气吹干，用于培养贴壁细胞。

8.一种利用权利要求1-7中任一项所述组合式多细胞间相互作用芯片多细胞共培养模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1将多种细胞悬液分别接种在所述组合式多细胞间相互作用芯片的不同培养腔室中，各腔室中加入液体体积一致；

步骤2置于37℃、5％CO₂与95％空气的混合气体培养箱环境下，培养并观察进入定位培养腔室内的贴壁细胞生长情况；

步骤3通过显微成像或细胞染色细胞形态观察，和/或取上清液检测生化指标，和/或利用消化酶消化细胞收集胞体检测。

9.一种将权利要求1-7中任一项所述的组合式多细胞间相互作用芯片用于建立神经-单核细胞共培养模型的用途，共培养细胞分别为神经细胞SH-SY5Y细胞和单核细胞THP-1悬浮细胞。

10.一种利用权利要求1-7中任一项所述组合式多细胞间相互作用芯片建立神经炎症模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1将神经元细胞悬液接种在所述组合式多细胞间相互作用芯片的第一培养腔室中，同时在第二培养腔室和第三培养腔室中加入相同体积的培养基，置于37℃、5％CO2与95％空气的混合气体培养箱环境下，培养24h，观察神经元细胞在定位培养腔室内贴壁生长情况；

步骤2确定神经元贴壁培养后，弃培养基，清洗细胞，将单核细胞置于第二培养腔室中，在第一培养腔室中加入细胞炎症诱导剂，并在第三培养腔室中加入相同体积的培养基，置于37℃、5％CO₂与95％空气的混合气体培养箱环境下培养，观察细胞生长情况，并用光学监测仪器记录细胞生长情况；

步骤3取共培养72h时的培养腔室内的培养基，离心去掉杂质，取上清检测炎症因子浓度，利用光学显微仪器观察并记录72h内单核细胞的是否穿过微栅栏阵列和微通道产生迁移的情况。

11.根据权利要求10所述的建立神经炎症模型的方法，其特征在于，所述神经元细胞为SH-SY5Y细胞，所述单核细胞为THP-1悬浮细胞，所述细胞炎症诱导剂为脂多糖LPS，其浓度大于1μg/mL。

12.一种将权利要求1-7中任一5项所述的组合式多细胞间相互作用芯片用于建立两种及以上细胞相互作用模型的用途。