[发明专利]一种两层细胞培养体系器官芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种两层细胞培养体系器官芯片，其特征是该两层细胞培养体系器官芯片由上层(114)、中层(115)、下层(116)三层片基形成两层共培养体系：上层培养体系(21)，下层培养体系(22)；每层细胞培养体系均有培养液微流体通道，药物微流体通道，细胞培养室(110)，弯管(113)和检测池(112)；其中上层培养液微流体通道设有进口(13)和出口(15)，下层培养液微流体通道设有进口(14)和出口(16)；上层药物微流体通道设有进口(11)和出口(17)，下层药物微流体通道设有进口(12)和出口(19)；两层共培养体系中的培养液微流体通道的外围直角通道(117)和中间弯曲通道(118)路程相同；上层和下层药物微流体通道与弯管(113)连接并最终通入检测池(112)；每层培养体系均在细胞培养室(110)位置垂直交叉，两层共培养体系中的微流体通道位置对称分布且由中层片基(115)间隔开；上下两层共培养体系在细胞培养室(110)通过微孔道(111)连通；检测池(112)在上层(114)、中层(115)、下层(116)三层片基两两结合界面位置各设置一层透析膜(25)。

2.根据权利要求1所述的一种两层细胞培养体系器官芯片，其特征在于所述器官芯片的片基为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚二甲基硅氧烷PDMS、聚碳酸酯PC、玻璃、硅片、生物膜、聚四氟乙烯膜或硝酸纤维素膜的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种两层细胞培养体系器官芯片，其特征在于所述细胞培养室的培养基质为明胶、壳聚糖、丝素蛋白、纤维蛋白胶、精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸RGD、基质胶Matrigel、海藻酸钠、聚乙二醇PEG、聚乙二醇丙烯酸酯PEGDA或异甲基丙烯酰胺NIPAM中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种两两层细胞培养体系器官芯片，其特征在于所述细胞培养室(110)和检测池(112)的有效深度相同，其有效深度为200μm～5mm；细胞培养室(110)和检测池(112)的有效深度大于培养液微流体通道和药物微流体通道的有效深度，培养液微流体通道和药物微流体通道的有效深度为100μm～3mm。

5.根据权利要求1所述的一种两层细胞培养体系器官芯片，其特征在于所述芯片弯管(113)长度依芯片尺寸增减，弯曲弧数为1～10。

6.根据权利要求1所述的一种两两层细胞培养体系器官芯片，其特征在于所述的微孔道(111)直径为10μm～500μm，围绕细胞培养室(110)均匀分布，数量为8、12、16或24。

7.根据权利要求1所述的一种两两层细胞培养体系器官芯片，其特征在于所述检测池(112)在上层(114)、中层(115)、下层(116)三层片基两两结合界面位置透析膜的截留分子量为500KD～20000KD。

8.一种如权利要求1所述的一种两两层细胞培养体系器官芯片的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)用计算机辅助设计软件设计和绘制器官芯片中各层芯片的微结构和微通道图形，通过微加工技术在各层器官芯片基材表面上加工；

(2)利用两层粘性薄膜，将制备或复制的各层芯片对齐、粘合、加压和键合，组成两层细胞共培养的器官芯片；或以化学键合进行聚二甲基硅氧烷芯片的复制，将聚二甲基硅氧烷液体灌注在聚甲基丙烯酸甲酯反模版上，并经固化成型后进行等离子体处理，进行芯片键合。

9.根据权利要求8所述的一种两层细胞培养体系器官芯片的制备方法，其特征在于所述微加工方法是数控铣刻方法、激光刻蚀方法、软刻蚀方法、模数法方法、热压法方法、化学腐蚀方法或光刻、电铸和注塑综合方法的一种或几种。