[发明专利]与仿生细胞化肾单位有关的系统、方法和装置

权利要求书

1.一种生物人工肾，其包括：

微流体流动通道，其包括在微流体流动通道的表面的第一区域的第一拓扑图案；

与微流体流动通道流体连通的入口，用于允许流体流入所述微流体流动通道；和

接种在所述第一拓扑图案上的成为汇合层的肾细胞；其中

所述微流体流动通道的表面的第一拓扑图案包括与微流体流动通道的长度平行的嵴并且所述嵴的宽度为1-4μm，选择所述第一拓扑图案，以使所述肾细胞形成置于所述表面上的细胞层，以实现通过表面的第一拓扑图案至少部分地确定的排列、行为或形态，其中肾细胞的汇合层形成基本上流体不可渗透的屏障。

2.根据权利要求1所述的生物人工肾，其中选择所述表面的第一拓扑图案以促进细胞层中的细胞与至少一个表面的粘附增加。

3.根据权利要求1所述的生物人工肾，还包括流体源，用于使流体经由入口流动通过微流体流动通道，其中所述流体诱导在细胞层上的剪切应力。

4.根据权利要求3所述的生物人工肾，其中所述微流体流动通道形成为一种或多种结构的部分，所述结构选自亨利氏环、集合小管和远端小管。

5.根据权利要求3所述的生物人工肾，其中所述流体源配置成使流体以一定流速流动，所述流速在微流体流动通道的第一区域中产生在细胞层上的一定水平的剪切应力，所述剪切应力的水平小于或等于约10.0达因/cm²。

6.根据权利要求3所述的生物人工肾，其中所述流体源配置成使流体以一定流速流动，所述流速在微流体流动通道的第一区域中产生在细胞层上的一定水平的剪切应力，所述剪切应力的水平小于或等于约1.0达因/cm²。

7.根据权利要求3所述的生物人工肾，其中所述流体源配置成使流体以一定流速流动，所述流速在微流体流动通道的第一区域中产生在细胞层上的一定水平的剪切应力，所述剪切应力的水平小于或等于约0.1达因/cm²。

8.根据权利要求3所述的生物人工肾，其中所述流体源配置成使流体以一定流速流动，所述流速在微流体流动通道的第一区域中产生在细胞层上的一定水平的剪切应力，所述剪切应力的水平为约0.02达因/cm²。

9.根据权利要求3所述的生物人工肾，其中所述微流体流动通道如此配置，以使流体在微流体流动通道的第一区域以第一流速流动，并且在微流体流动通道的第二区域以第二流速流动。

10.根据权利要求9所述的生物人工肾，其中所述第一流速产生在第一区域中的细胞层上的第一水平的剪切应力，并且其中所述第二流速产生在第二区域中的细胞层上的第二水平的剪切应力，并且其中所述第一和第二水平的剪切应力是不同的。

11.根据权利要求9所述的生物人工肾，其中所述生物人工肾包括亨利氏环，所述亨利氏环包括升支和降支，并且其中第一区域是所述亨利氏环的升支，而第二区域是所述亨利氏环的降支。

12.根据权利要求9所述的生物人工肾，其中所述生物人工肾包括集合管、远端小管和亨利氏环，所述亨利氏环包括升支和降支，其中第一区域在亨利氏环中，而第二区域在集合管和远端小管中的一个或多个中。

13.根据权利要求1所述的生物人工肾，其包括在微流体流动通道的表面的第二区域的第二拓扑图案。

14.根据权利要求13所述的生物人工肾，其中所述生物人工肾包括亨利氏环，所述亨利氏环包括升支和降支，其中所述微流体流动通道的表面的第一区域在亨利氏环的升支中，并且其中所述微流体流动通道的表面的第二区域在亨利氏环的降支中。