CN221192175U - 一种基于Transwell结构的高通量多通道肠器官芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及肠器官芯片技术领域，具体为一种基于Transwell结构的高通量多通道肠器官芯片，包括上层肠通道膜结构、下层肠通道膜结构和中间的PDMS多孔膜结构三部分，所述上层肠通道膜结构和下层肠通道膜结构通过四角磁铁的磁力作用将PDMS多孔膜结构夹在中间，所述上层肠通道膜结构的顶端设置有上层腔室，下层肠通道膜结构的底端设置有下层腔室，PDMS多孔膜结构上设置有三个通槽，所述上层肠通道膜结构、下层肠通道膜结构和PDMS多孔膜结构上设置有与下层腔室连通的下层通道入口和下层通道出口；其保证了细胞分化形成的组织相同，溶液配比，流量流速相同，极大减少了多次重复实验由于外界因素(如统一批次的实验原料，统一制作的PDMS多孔膜等需求)带来的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及肠器官芯片技术领域，具体为一种基于Transwell结构的高通量多通道肠器官芯片。
背景技术
众所周知，药物开发既缓慢又昂贵——将一种新化合物从实验室推向市场可能需要长达10年的时间和超过30亿美元的成本。这种低效率的一个主要原因是传统上依赖于在对人类进行测试之前先在动物身上测试药物。目前需要一种更好的方法来体外模拟人类生物学和疾病，以加速新药和个性化医疗的开发。因此对于器官芯片的开发和研究是迫在眉睫的问题。器官芯片是一种模拟人体器官复杂结构和功能的微流体培养装置。人体肠道因其在营养物质的消化和吸收中的重要作用而受到广泛关注。研究人员在过去十年中开发并实施了体外和离体能够适当代表人体肠道的模型，称为芯片肠道(GOC)模型(如图所示)，用于以芯片实验室形式研究肠道生理学。然而，由于人体肠道结构、成分和功能的复杂性，其中一些模型无法合适地表达人体肠道的生理过程和参数。这些体外模型中的大多数使用二维(2D)细胞培养不能适当地代表器官或周围组织的三维(3D)结构。因此，3D模型更有希望适当的模仿GOC的生理学和病理学。微流体和微细加工的创新加速了GOC模型的进步，并已广泛用于生物学研究。
在对肠器官芯片的应用过程中，各研究团队都需要设计并制作肠器官芯片进行实验。在设计和制作过程中，引入大多数团队购买了已有的具有普适性的肠器官芯片材料进行组装。
随着微流控芯片的发展，当面对大量样本的时候，狭小的通道和过慢的流速显得力不从心。这使得高通量的微流控芯片得到了重视和发展。目前很多实验室仍在使用手工进行双层肠器官芯片的制作，在这个过程中需要在极其微小的材料上进行组装和实验，这极大地考验了实验人员的耐心和细心。在前期实验芯片的准备阶段，实验人员花费了大量的时间和精力。对于实验结果还需要多次重复进行实验，每次实验需要保证细胞正常分化形成需要的组织，对于溶液配比和流量流速的需求也尽量相同。由于细胞分化对于环境的要求极高，需尽量保证每次实验的外界影响因素均相同，如统一批次的实验原料，统一制作的PDMS多孔膜等需求。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于Transwell结构的高通量多通道肠器官芯片，以解决上述背景技术中提出的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于Transwell结构的高通量多通道肠器官芯片，包括上层肠通道膜结构、下层肠通道膜结构和中间的PDMS多孔膜结构三部分，所述上层肠通道膜结构和下层肠通道膜结构通过四角磁铁的磁力作用将PDMS多孔膜结构夹在中间，所述上层肠通道膜结构的顶端设置有上层腔室，下层肠通道膜结构的底端设置有下层腔室，所述上层肠通道膜结构、下层肠通道膜结构和PDMS多孔膜结构上设置有与下层腔室连通的下层通道入口和下层通道出口，上层肠通道膜结构设置有与上层腔室连通的上层通道入口和上层通道出口。
优选的，所述上层肠通道膜结构顶端四角位置和下层肠通道膜结构底端的四角位置均设置有安装槽，所述磁铁安装在安装槽的内部。
(三)有益效果
与现有技术相比，本实用新型提供了一种基于Transwell结构的高通量多通道肠器官芯片，具备以下有益效果：
该基于Transwell结构的高通量多通道肠器官芯片，在制作肠器官芯片过程中能实现多组器官芯片的建立。这极大地避免了由于每次操作的流程或者手法的区别所造成的影响，一次性重复多组实验，通过不同通道的入口也可以进行单独的实验。保证了细胞分化形成的组织相同，溶液配比，流量流速相同，极大减少了多次重复实验由于外界因素(如统一批次的实验原料，统一制作的PDMS多孔膜等需求)带来的影响。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图；
图2为本实用新型上层肠通道膜结构的示意图；
图3为本实用新型PDMS多孔膜结构的示意图；
图4为本实用新型下层肠通道膜结构的示意图。
图中：1、上层肠通道膜结构；2、下层肠通道膜结构；3、PDMS多孔膜结构；4、磁铁；5、上层腔室；6、下层腔室；7、下层通道入口；8、下层通道出口；9、上层通道入口；10、上层通道出口。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
如图1-4所示，一种基于Transwell结构的高通量多通道肠器官芯片，包括上层肠通道膜结构1、下层肠通道膜结构2和中间的PDMS多孔膜结构3三部分，上层肠通道膜结构1和下层肠通道膜结构2通过四角磁铁4的磁力作用将PDMS多孔膜结构3夹在中间，利用上层肠通道膜结构1和下层肠通道膜结构2的磁铁4吸力完成对于芯片的组合，同时也有利于重复多次使用，便于更换中间的PDMS多孔膜结构3，上层肠通道膜结构1顶端四角位置和下层肠通道膜结构2底端的四角位置均设置有安装槽，磁铁4安装在安装槽的内部，上层肠通道膜结构1的顶端设置有上层腔室5，下层肠通道膜结构2的底端设置有下层腔室6，上层肠通道膜结构1、下层肠通道膜结构2和PDMS多孔膜结构3上设置有与下层腔室6连通的下层通道入口7和下层通道出口8，上层肠通道膜结构1设置有与上层腔室5连通的上层通道入口9和上层通道出口10，在制作肠器官芯片过程中能实现多组器官芯片的建立。这极大地避免了由于每次操作的流程或者手法的区别所造成的影响，一次性重复多组实验，通过不同通道的入口也可以进行单独的实验。保证了细胞分化形成的组织相同，溶液配比，流量流速相同，极大减少了多次重复实验由于外界因素(如统一批次的实验原料，统一制作的PDMS多孔膜等需求)带来的影响。
综上，该基于Transwell结构的高通量多通道肠器官芯片，实验所需的液体通过上层通道入口9和下层通道入口7进入，另一侧的上层通道出口10和下层通道出口8流出。上层肠通道膜结构1和下层肠通道膜结构2上均有入口和出口，此外每个单独的通道都设计了仅适用于该通道的入口和出口通常这些出入口都是封闭的，需要进行针对单通道的实验时可以打开，细胞在PDMS多孔膜结构3上生长，以此模拟人肠道内肠细胞两侧的生理环境，上下层溶液通过多孔膜结构进行物质交换，以此对细胞产生影响。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (2)
1.一种基于Transwell结构的高通量多通道肠器官芯片，包括上层肠通道膜结构(1)、下层肠通道膜结构(2)和中间的PDMS多孔膜结构(3)三部分，其特征在于：所述上层肠通道膜结构(1)和下层肠通道膜结构(2)通过四角磁铁(4)的磁力作用将PDMS多孔膜结构(3)夹在中间，所述上层肠通道膜结构(1)的顶端设置有上层腔室(5)，下层肠通道膜结构(2)的底端设置有下层腔室(6)，所述上层肠通道膜结构(1)、下层肠通道膜结构(2)和PDMS多孔膜结构(3)上设置有与下层腔室(6)连通的下层通道入口(7)和下层通道出口(8)，上层肠通道膜结构(1)设置有与上层腔室(5)连通的上层通道入口(9)和上层通道出口(10)。
2.根据权利要求1所述的一种基于Transwell结构的高通量多通道肠器官芯片，其特征在于：所述上层肠通道膜结构(1)顶端四角位置和下层肠通道膜结构(2)底端的四角位置均设置有安装槽，所述磁铁(4)安装在安装槽的内部。
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