CN220715896U - 一种类器官芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种类器官芯片，属于细胞生物领域。针对现有类器官芯片成本高且无法定向追踪单个类器官的问题，本实用新型提供了一种类器官芯片，包括本体，本体上设置有至少一个培养体，所述培养体包括两端呈敞口状的进样凹槽，两个进样凹槽的底部之间通过通道连通，且所述通道内设置有培养区；所述培养区的底部设置有若干个培养凹槽。本实用新型通过若干个培养凹槽的设置则实现了对若干个类器官进行单独培养，实现对样品的精准定位成像，方便对不同类器官状态的监测，实现定向追踪；同时无需使用复杂的液流控制系统，只需将本体放置在摇床上以垂直摆动的形式使液流在本体内部形成一个可流动的循环，降低了生产和使用成本；结构简单，操作灵活。
Description
技术领域
本实用新型属于细胞生物技术领域，更具体地说，涉及一种类器官芯片。
背景技术
类器官芯片是用于体外模拟人体器官功能的微型细胞培养平台，是以微流控芯片为核心，通过将细胞置于特定的生理方面微环境，对人类来源的组织功能特征进行体外建模。由于类器官芯片能够控制特定组织结构以模拟化学梯度和生物力学，从而能够精确控制细胞环境，模拟在体内的环境和反应，并进行高分辨率的实时成像和体外分析。
现有的类器官芯片主要由一个顶层通道、真空通道、渗透膜和底层通道组成，芯片材质为具有透明柔性的聚二甲基硅氧烷。该芯片在培养类器官的时候，在顶层通道里铺上一层细胞A，在底层通道里铺上一层细胞B，顶层通道和底层通道通入不同的培养基，真空通道进行拉伸运动，整体可以模拟人体内器官蠕动和内环境。上述类器官芯片存在以下缺点：
(1)此类芯片必须要连接微流控设备进行使用，芯片两头的通道接头较小，无法加载过量的培养基以重力的形式驱动内部液流运动，培养期间需要外接微流控设备源源不断的提供动力泵驱动液流循环，而配套的微流控设备设计较为复杂，并且成本很高；
(2)顶层通道和底层通道接种的细胞和类器官不能进行悬浮培养，必须使用基质胶将类器官固定在管道上，而基质胶本身是从动物里提取的成分，不同批次会有差异，对于一些培养要求比较高的类器官的稳定性会有影响，目前市售的基质胶价格也比较昂贵；
(3)单块芯片的可重复性单一，并且要提高通量必须使用多块芯片集成在一台微流控设备里；
(4)芯片内的管道是一个长方形的，管道上有几十上百个类器官，这导致在频繁的显微成像过程中很难定位到同一个类器官球体，造成定位误差而失去对同一个类器官的长期数据追踪。
实用新型内容
1、要解决的问题
针对现有类器官芯片成本高且无法定向追踪单个类器官的问题，本实用新型提供了一种类器官芯片。本实用新型通过若干个培养凹槽的设置则实现了对若干个类器官进行单独培养，实现对样品的精准定位成像，方便对不同类器官状态的监测，实现定向追踪；同时无需使用复杂的液流控制系统，只需将本体放置在摇床上以垂直摆动的形式使液流在本体内部形成一个可流动的循环，降低了生产和使用成本；结构简单，操作灵活。
2、技术方案
为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
一种类器官芯片，包括本体，本体上设置有至少一个培养体，所述培养体包括两端呈敞口状的进样凹槽，两个进样凹槽的底部之间通过通道连通，且所述通道内设置有培养区；所述培养区的底部设置有若干个培养凹槽。
更进一步的，所述进样凹槽与所述培养区均呈圆形，所述培养凹槽的直径和深度与类器官相适配。
更进一步的，所述进样凹槽的直径为5.6mm，深度为6mm；所述通道的高度为1mm；培养凹槽的直径为500μm，深度为350μm。
更进一步的，所述进样凹槽与所述培养区之间的通道宽度小于所述进样凹槽和所述培养区的直径。
更进一步的，若干个培养凹槽呈圆形均匀分布在培养区中；且培养凹槽的数量大于或等于10个。
更进一步的，所述本体呈矩形状，若干个培养体在通道的宽度方向上等间距排列。
3、有益效果
相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：
(1)本实用新型通过在本体上设置有至少一个培养体，能够同时对多个类器官进行同步培养，提高培养效率；同时培养体通过两端的进样凹槽进行类器官以及培养基的进入，类器官以及培养基通过进样凹槽之间的通道流入至培养区内的培养凹槽中，若干个培养凹槽的设置则实现了对若干个类器官进行单独培养，实现对样品的精准定位成像，方便对不同类器官状态的监测，便于对单个类器官的观察；整个类器官芯片结构简单，操作灵活，快速，并且无需使用复杂的液流控制系统，只需将本体放置在摇床上以垂直摆动的形式使液流在本体内部形成一个可流动的循环，降低了生产和使用成本；
(2)本实用新型将进样凹槽与培养区均设置成圆形，相同条件下圆形较其他图形而言其面积更大，便于类器官以及培养基的进入；同时培养区内培养凹槽的直径与深度与类器官相适配，使得一个类器官适配一个培养凹槽，培养凹槽对类器官起到限位和固定的作用，避免类器官发生移动，便于后续对类器官的追踪观察；
(3)本实用新型进样凹槽与培养区之间的通道宽度小于进样凹槽的直径和培养区的直径，使得通道类似于一个波浪形结构，类器官和培养基通过进样凹槽进入到通道时，此时通道较窄，使得类器官与培养基在此处流速较快；当靠近培养区时，通道较宽，类器官与培养基流速趋于缓慢，便于类器官和培养基稳定进入到培养凹槽中，继而便于对类器官进行稳定且高效的培养。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图；
图2为本实用新型的结构示意图；
图3为图2方向中A-A方向结构示意图。
图中：1、本体；2、培养体；21、进样凹槽；22、通道；23、培养区。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步进行描述。
实施例1
如图1至图3所示，一种类器官芯片，包括本体1，本体1的材质为PDMS；本体1上设置有至少一个培养体2，所述培养体2即用于对类器官进行培养。所述培养体2具体的其包括两端呈敞口状的进样凹槽21，两个进样凹槽21的底部之间通过通道22连通，且所述通道22内设置有培养区23；所述培养区23的底部设置有若干个培养凹槽，培养凹槽则是类器官具体培养的场所，类器官通过进样凹槽21进入，随后随着通道22流入至培养凹槽内；随后从进样凹槽21中加入足够量的培养基，培养基随着通道22流入至培养凹槽内，完成对类器官的培养。
在本实施例中若干个培养凹槽与所需进行培养的若干个类器官数量与形状均相适配，即使得一个培养凹槽恰好容纳一个类器官，培养凹槽对类器官起到两方面的作用，一是对类器官起到限位作用，避免类器官在通道22内随意流动，保证类器官在通道22内的稳固性；二是对类器官起到定向追踪作用，当需要对其中一个或某几个类器官进行定向追踪时譬如进行药敏测试的时候，直接将药物加入至进样凹槽21内，药物随后流入至培养凹槽内，继而与类器官进行接触；此处若需要进行对某个或某几个类器官成像观察，将本体1放置在显微镜下观察对应的培养凹槽的位置即可；在长期培养观察的过程中，只需要在对应的培养凹槽上成像即可做到精准定位，实现对类器官的定向追踪。
本实用新型通过在本体1上设置有至少一个培养体2，能够同时对多个类器官进行同步培养，提高培养效率；同时培养体2通过两端的进样凹槽21进行类器官以及培养基的进入，类器官以及培养基通过进样凹槽21之间的通道22流入至培养区23内的培养凹槽中，若干个培养凹槽的设置则实现了对若干个类器官进行单独培养，实现对样品的精准定位成像，方便对不同类器官状态的监测，便于对单个类器官的观察；整个类器官芯片结构简单，操作灵活，快速，并且无需使用复杂的液流控制系统，只需将本体1放置在摇床上以垂直摆动的形式使液流在本体1内部形成一个可流动的循环，便可实现类器官的正常培养，降低了生产和使用成本。
在一个实施方式中，所述进样凹槽21与所述培养区23均呈圆形，培养凹槽也呈圆形；相同条件下圆形较其他图形而言其面积更大，便于类器官以及培养基的进入；所述培养凹槽的直径和深度与类器官相适配，便于更好的对类器官进行容纳，保证类器官在培养凹槽内的稳固性。
具体的，在本实施例中所述进样凹槽21的直径为5.6mm，深度为6mm；所述通道22的高度为1mm；培养凹槽的直径为500μm，深度为350μm。若干个类器官从进样凹槽21进入，通过进样凹槽21底部的通道22靠重力沉降作用分别掉落至不同的培养凹槽中，然后从进样凹槽21中加入足够量的培养基，最后将本体1置于摇床上以垂直摆动的形式使液流在本体1内部形成一个可流动的循环，此时已经可以在本体1里正常培养类器官。
在一个实施方式中，所述进样凹槽21与所述培养区23之间的通道22宽度小于所述进样凹槽21和所述培养区23的直径。这样的设置使得通道22类似于一个波浪形结构，类器官和培养基通过进样凹槽21进入到通道22时，此时通道22较窄，使得类器官与培养基在此处流速较快；当靠近培养区23时，通道22较宽，类器官与培养基流速趋于缓慢，便于类器官和培养基稳定进入到培养凹槽中，继而便于对类器官进行稳定且高效的培养。
在一个具体实施方式中，若干个培养凹槽呈圆形均匀分布在培养区23中；且培养凹槽的数量大于或等于10个。具体的，在本实施例中所述培养凹槽的数量可以为十九个，十九个培养凹槽在培养区23呈圆形均匀分布，便于不同方向的类器官均能够顺利进入到不同的培养凹槽中。
在一个实施方式中，所述本体1呈矩形状，矩形状的规则设置方便对本体1进行搬运，以及方便本体1在摇床上的放置，提高了操作的便捷性；若干个培养体2在通道22的宽度方向上等间距排列，等间距排列使得培养体2规则的设置在本体1上，整洁美观。
本实用新型所述实例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种类器官芯片，其特征在于：包括本体，本体上设置有至少一个培养体，所述培养体包括两端呈敞口状的进样凹槽，两个进样凹槽的底部之间通过通道连通，且所述通道内设置有培养区；所述培养区的底部设置有若干个培养凹槽。
2.根据权利要求1所述的类器官芯片，其特征在于：所述进样凹槽与所述培养区均呈圆形，所述培养凹槽的直径和深度与类器官相适配。
3.根据权利要求2所述的类器官芯片，其特征在于：所述进样凹槽的直径为5.6mm，深度为6mm；所述通道的高度为1mm；培养凹槽的直径为500μm，深度为350μm。
4.根据权利要求2所述的类器官芯片，其特征在于：所述进样凹槽与所述培养区之间的通道宽度小于所述进样凹槽和所述培养区的直径。
5.根据权利要求4所述的类器官芯片，其特征在于：若干个培养凹槽呈圆形均匀分布在培养区中；且培养凹槽的数量大于或等于10个。
6.根据权利要求1所述的类器官芯片，其特征在于：所述本体呈矩形状，若干个培养体在通道的宽度方向上等间距排列。
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2023
- 2023-07-27 CN CN202322000763.3U patent/CN220715896U/zh active Active
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