[发明专利]利用标准硅技术制造的芯片上器官装置的多用途3D可拉伸微环境

权利要求书

1.一种微流体装置(100)，包括：

(a)光学透明聚合物膜，所述膜包括：

0.05μm至30μm的薄的聚合物顶层(20a)，和

50μm至2000μm的聚合物底层(20b)，所述聚合物底层(20b)与所述聚合物顶层接触，

(b)刚性基底，所述刚性基底与所述聚合物膜的所述聚合物顶层(20a)接触并且所述基底支撑所述聚合物膜，其中所述基底为硅或在硅上的电介质，

(c)至少部分嵌入在所述基底中的第一微通道(11)和第一微室(12)中的至少一者，其中所述第一微室(12)部分嵌入所述基底中以在所述基底中形成腔，所述腔具有底部和侧壁但部分打开并暴露于装置的外表面，使得所述第一微室(12)是从所述装置的外部可及的，

(d)所述聚合物底层包括至少部分嵌入在所述聚合物底层中的第二微通道(21)和一第二微室(22)中的至少一者，

(e)设置于所述基底中的至少一个输入(16)，所述输入与嵌入在所述聚合物底层中的所述第二微通道和所述第二微室中的至少一者微流体接触，

(f)其中所述聚合物顶层(20a)用于将嵌入在所述基底中的至少一个所述第一微通道(11)和/或至少一个所述第一微室(12)相对嵌入在所述聚合物底层中的至少一个所述第二微通道(21)和/或至少一个所述第二微室(22)分开，和

(g)其中，将嵌入在所述基底中的所述第一微通道(11)和所述第一微室(12)中的至少一者相对嵌入在所述聚合物底层中的所述第二微通道(21)和所述第二微室(22)中的至少一者分开的所述聚合物顶层(20a)在其中至少部分地设置有孔矩阵(28)。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括微芯片、集成传感器和输出(18)中的至少一者。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述聚合物具有以下中的至少一者：拉伸强度1[MPa](ISO 527)的可拉伸性、杨氏模量3[GPa](ISO527)的柔性、和杨氏模量10[GPa](ISO527)的刚性。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述聚合物独立地选自生物相容性聚合物和可生物降解的聚合物。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述生物相容性聚合物选自聚硅氧烷、聚酰亚胺、聚氨酯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚酯和丁基橡胶；其中所述可生物降解的聚合物选自生物橡胶和聚(1,8-辛二醇-共聚-柠檬酸酯)。

6.根据权利要求1所述的装置，其中孔的密度为0.001个/100μm²至250个/100μm²，其中平均孔面积为0.05μm²至500μm²，包括多个相互连接的中空结构。

7.根据权利要求1所述的装置，还包括嵌入在所述装置中的传感器、泵、阀、致动器、加热器、冷却器、刺激器、IC电路、放大器、微电极阵列和压力调节器中的至少一者。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述传感器是应变仪、流量传感器、温度传感器、pH传感器和离子传感器中之一。

9.根据权利要求7所述的装置，其中所述刺激器是化学刺激器和光刺激器中之一。

10.根据权利要求1所述的装置，包括嵌入在所述薄的聚合物顶层(20a)中的至少一个电极(29)。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述电极(29)具有0.1μm²至5000μm²的可及面积。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述薄的聚合物顶层(20a)在其至少一侧上包括至少一种压痕或凹槽。