[发明专利]基于微流控技术的成骨细胞电刺激系统及其操作方法

权利要求书

1.一种基于微流控技术的成骨细胞电刺激系统，其特征在于，包括：

微流控芯片，由透明材料制备，具有一用于承载细胞培养基，为成骨细胞的培养提供空间环境的微沟道，该微沟道的两端分别设置入口和出口；

倒置显微镜，其镜头从微流控芯片的底部对准所述微沟道的中部；

两弹性密封塞，分别塞住所述微沟道的入口和出口；以及

电刺激信号源，用于提供电刺激信号，其两电极分别穿过所述两弹性密封塞伸入所述微沟道内的细胞培养基液面下。

2.根据权利要求1所述的成骨细胞电刺激系统，其特征在于，所述微流道的横截面形状为矩形、圆形或椭圆形。

3.根据权利要求2所述的成骨细胞电刺激系统，其特征在于，所述微沟道的横截面形状为矩形，其长度为13mm、宽度为800μm、高度为100μm。

4.根据权利要求1所述的成骨细胞电刺激系统，其特征在于，所述微流控芯片包括：

其下方具有微槽道的有机聚合物盖片；以及

位于该有机聚合物盖片下方的载玻片，其中，该微槽道与位于其下方的载玻片部分构成上述微沟道。

5.根据权利要求4所述的成骨细胞电刺激系统，其特征在于，所述有机聚合物盖片由以下材料其中之一制备：聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯。

6.根据权利要求5所述的成骨细胞电刺激系统，其特征在于，所述微流控芯片采用以下工艺制备：

步骤A，制作微流控芯片主模，包括：

子步骤A1，清洗并烘干载玻片；

子步骤A2，在载玻片表面均匀旋转涂敷SU-85光刻胶，前烘、曝光及后烘；

子步骤A3，在载玻片表面继续旋转涂敷SU-82100光刻胶，前烘、曝光及后烘；以及

子步骤A4，使用SU-8显影液对载玻片作显影处理，显影完成后将载玻片置于热板上竖膜，得到微流控芯片主模；

步骤B，利用微流控芯片主模采用模塑法制作具有微沟道的有机聚合物盖片，包括：

子步骤B1，对微流控芯片主模浇注预设体积比的有机聚合物预聚体和固化剂，固化；

子步骤B2，翻模得到表面具有微槽道的有机聚合物盖片；

子步骤B3，在有机聚合物盖片打孔制作微沟道入口、出口；以及

步骤C，将打孔完毕的有机聚合物盖片与载玻片键合封接，完成微流控芯片的制作。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的成骨细胞电刺激系统，其特征在于，所述电刺激信号源两电极的末端以塑料管加粗，使其与相应的弹性密封塞紧密结合。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的成骨细胞电刺激系统，其特征在于，所述弹性密封塞采用橡胶材料制备，所述电极为银电极。

9.一种权利要求1至8中任一项所述成骨细胞电刺激系统的操作方法，其特征在于，包括：

步骤S102，对所述微流控芯片进行灭菌消毒；

步骤S104，将经过灭菌的微流控芯片置于培养皿内，用移液枪将细胞培养基和成骨细胞分别注入微沟道；

步骤S106，封堵微流控芯片上微沟道的入口和出口，为成骨细胞培养提供培养环境，将成骨细胞培养至贴壁；以及

步骤S108，在微流体沟道入口及出口分别插入电极，确保连接紧密后，连接并打开电刺激信号源，给予相应电刺激。

10.根据权利要求9所述的操作方法，其特征在于，所述步骤S104包括：

子步骤S104a，在室温条件下，将微流控芯片静置预设时间；

子步骤S104b，用移液枪将细胞培养基从微沟道的入口底部缓慢注入微沟道内；

子步骤S104c，确认微沟道内是否存在气泡，若存在，按压微流控芯片，直至微沟道内的气泡完全消失；

子步骤S104d，微流控芯片置于细胞培养箱中预热；

子步骤S104e，取培养瓶内生长面积达到70％-80％的成骨细胞，将其配置为细胞悬液；以及

子步骤S104f，用移液枪将细胞吹打均匀，吸取细胞悬液，插入微流体沟道入口端的培养基液面以下，将成骨细胞注入微沟道内。