[发明专利]用于在仿生环境中培养细胞的装置和方法

权利要求书

1.一种装置，其包括：

微流体流动通道，所述微流体流动通道具有至少一个表面，所述表面具有在其中形成的拓扑图；和

与所述流动通道流体连接的入口，所述入口用于允许流体流入流动通道；其中

选择所述流动通道的表面的拓扑图以使配置在表面以上的细胞层中的细胞实现至少部分地通过至少一个表面的拓扑图确定的排列、行为或形态。

2.权利要求1所述的装置，其中，选择所述表面的拓扑图以促进细胞层中的细胞与至少一个表面的粘着增加。

3.权利要求1所述的装置，所述装置还包括用于使流体通过入口流过流动通道的流体源，其中，所述流体诱导对细胞层的剪切应力。

4.权利要求3所述的装置，其中，在使流体流过流动通道之后，可以拆卸流动通道用于检查细胞层。

5.权利要求3所述的装置，其中，将所述流体源配置为使流体以导致对细胞层的剪切应力水平小于0.01达因/cm²的流速流动。

6.权利要求3所述的装置，其中，使所述通道的形状为使得流体流过流动通道产生沿着流动通道长度的多个剪切应力值。

7.权利要求1所述的装置，其中，所述流动通道的至少一个表面具有至少两个不同的拓扑图。

8.权利要求1所述的装置，其中，所述表面的拓扑图包括宽度为约5μm或更小的嵴嵴。

9.权利要求1所述的装置，其包括配置在基底的部分上的亲细胞物质，所述亲细胞物质用于在基底的部分中生长细胞层，并且其中所述基底的部分形成流动通道的表面。

10.权利要求1所述的装置，其包括配置在基底的表面的部分上的疏细胞物质，所述疏细胞物质用于阻止细胞层在基底的部分中的生长，并且其中所述基底的部分不形成任何流动通道的表面。

11.权利要求1所述的装置，其包括配置在基底的表面的部分上的疏细胞物质，所述疏细胞物质用于阻止细胞层在基底的部分中生长，并且其中所述基底的部分形成至少一个流动通道的表面的一部分。

12.权利要求1所述的装置，其中，所述表面拓扑图使细胞层的排列、行为或形态复制肾脏中细胞的排列、行为或形态。

13.权利要求1所述的装置，其还包括至少第二流动通道，所述至少第二流动通道具有第二流动通道的至少一个表面，所述第二流动通道的至少一个表面具有在其中形成的拓扑图。

14.一种用于模拟器官性能的方法，所述方法包括：

提供流动装置，所述流动装置包括：

流动通道，所述流动通道具有至少一个表面，所述表面具有在其中形成的拓扑图；和

配置在至少一个表面上的细胞层，所述细胞层具有排列、行为或形态；

选择流体的流速，所述流速为，当流体流过流动通道时，导致对细胞层的一定水平的剪切应力，所述一定水平的剪切应力使细胞模拟它们在体内表现的形态、行为或排列；和

引导流体以选择的流速流过流动通道。

15.权利要求14所述的方法，其中，至少部分地通过至少一个表面的拓扑图确定细胞层中的细胞的排列、行为或形态，并且选择至少一个表面的拓扑图以实现这样的排列、行为或形态。

16.权利要求15所述的方法，其中，选择表面的拓扑图以促进细胞层中的细胞与至少一个表面的粘着增加。

17.权利要求14所述的方法，其中，使所述流动通道的形状为使得流体流动产生沿着流动通道的长度的多个剪切应力水平，所述方法还包括：

选择产生对细胞层的多个水平的剪切应力的流速，所述对细胞层的多个水平的剪切应力模拟这样的细胞在体内器官的不同位置中将会经历的剪切应力。

18.权利要求14所述的方法，其还包括在使流体流过流动通道之后拆卸流动通道并检查细胞层。

19.权利要求14所述的方法，其还包括固定所述细胞以保存细胞层用于分析。

20.权利要求14所述的方法，其中，所述流体包含治疗剂，所述方法还包括分析细胞以确定治疗剂对细胞层的功效。