[发明专利]用于重建骨细胞微环境的微流控芯片及其使用方法

权利要求书

1.一种用于重建骨细胞微环境的微流控芯片，其特征在于，包括：

至少一条骨细胞培养沟道，用于进行骨细胞的培养，其至少包含一主沟道，在该主沟道的底壁上形成有二维网格图案；

其中，在所述二维网格图案中，网格节点位置以及相邻网格节点横向和纵向连接的位置修饰有胶原，在网眼位置沉积有金薄膜，并在该金薄膜上修饰有硫醇；

其中，具有骨细胞的培养基被注入主沟道中，骨细胞贴附于胶原修饰的网格节点位置，并沿相邻网格节点横向和纵向连接的方向伸出细胞突触，而硫醇修饰金薄膜的网眼位置骨细胞不能贴附。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述胶原和/或硫醇为在具有骨细胞的培养基被注入主沟道之前被修饰至相应位置。

3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述网格节点的形状为圆形、椭圆形或矩形，所述相邻网格节点横向和纵向连接的形状为条形或线形。

4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：

所述主沟道的纵剖面形状为圆形、椭圆形或矩形；

所述主沟道的宽度介于100μm～500μm之间，所述网格节点的径向宽度介于10μm～50μm之间。

5.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述主沟道具有一个流体进口和一个流体出口；

其中，所述流体进口用于通入可固化物质，该可固化物质用于固化主沟道内骨细胞。

6.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述可固化物质为海藻酸钙聚合物或胶原。

7.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述骨细胞培养沟道还包括：

中从沟道，正对所述主沟道设置，其前端连接至中流体进口；

左从沟道，位于所述中从沟道的左侧，其前端连接至左流体进口；

右从沟道，位于所述中从沟道的右侧，其前端连接至右流体进口；

所述左从沟道和右从沟道在所述中从沟道的两侧对称设置，所述中从沟道、左从沟道、右从沟道的末端连接至所述主沟道的前端，所述主沟道的末端连接至流体出口。

8.根据权利要求7所述的微流控芯片，其特征在于，所述中流体进口用于通入第一物质的溶液，所述左流体进口和右流体进口用于通入第二物质的溶液；

其中，所述第一物质与第二物质发生反应，生成固态聚合物填充于主沟道的中间位置，覆盖在骨细胞上，同时在主沟道两侧露出可供流体通过的通道，使靠近主沟道两侧的骨细胞突触被露出，构成骨细胞的三维体外微环境。

9.根据权利要求8所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一物质为海藻酸钠，所述第二物质为氯化钙，两者发生反应，生成海藻酸钙聚合物填充于主沟道的中间位置，覆盖在骨细胞上。

10.根据权利要求7所述的微流控芯片，其特征在于，所述中流体进口用于通入易凝结物质，所述左流体进口和右流体进口用于通入水或油相物质；

其中，所述易凝结物质通过静置和/或温度控制，形成固态聚合物覆盖在骨细胞上，填充于主沟道的中间位置，覆盖在骨细胞上，同时在主沟道两侧露出可供流体通过的通道，使靠近主沟道两侧的骨细胞突触被露出，构成骨细胞的三维体外微环境。

11.根据权利要求10所述的微流控芯片，其特征在于，所述易凝结物质为胶原，琼脂糖水凝胶或明胶。

12.根据权利要求7所述的微流控芯片，其特征在于，包括多条的骨细胞培养沟道，该多条骨细胞培养沟道按照流体进/出口的方向交错设置。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的微流控芯片，其特征在于，包括：

基底；以及

沟道形成层，固定于所述基底的上表面，其中形成至少一所述的骨细胞培养沟道；

其中，所述主沟道的底壁为主沟道底部的基底表面。

14.根据权利要求13所述的微流控芯片，其特征在于，所述基底为玻璃片、有机塑料片、A1₂O₃片或MgO片；

所述沟道形成层由聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料、聚甲基丙烯酸甲酯材料、玻璃材料或石英材料制备而成。