[发明专利]一种多器官芯片及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种多器官芯片，其特征在于，具有至少两个流体通道组和至少一个连接通道，所述流体通道组包括对应设置的上层流体通道和下层流体通道，所述上层流体通道和下层流体通道之间设有多孔膜，所述多孔膜将所述上层流体通道和下层流体通道分隔开，所述连接通道的两端分别与位于不同流体导通组的上层流体通道和下层流体通道连接。

2.如权利要求1所述的多器官芯片，其特征在于，包括上层芯片和下层芯片，所述上层芯片的下表面具有至少两个开放的上层流体通道和至少一个开放的连接通道；所述下层芯片的上表面具有至少两个开放的下层流体通道；所述上层芯片流体通道与下层流体通道相对应，形成至少两个流体通道组，所述开放的连接通道的一端与开放的上层流体通道连接，另一端与位于其他流体通道组的开放的下层流体通道对应；所述上层芯片和下层芯片之间封接有多孔膜，所述多孔膜将上层流体通道和下层流体通道分隔开。

3.如权利要求2所述的多器官芯片，其特征在于，所述上层流体通道和下层流体通道的长度为5-15毫米，宽为0.5-1毫米，高为0.1-0.5毫米；所述多孔膜的孔径为0.22-10微米，通孔的直径为0.5-1.5毫米。

4.如权利要求2所述的多器官芯片，其特征在于，所述上层芯片和下层芯片为PDMS、SEBS、PMMA、PS或PE材质；所述多孔膜为高分子材料膜或生物材料膜，所述高分子材料膜至少包括PC、硝酸纤维和PET，所述生物材料膜至少包括海藻酸、壳聚糖、胶原和明胶。

5.一种多器官芯片的制备方法，用于制备如权利要求1至4中任一项所述的多器官芯片，其特征在于，包括如下步骤：

制备上层芯片和下层芯片；

封接组装：将多孔膜封接在所述上层芯片和下层芯片之间，形成多器官芯片。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备上层芯片和下层芯片包括如下步骤：

在玻璃或硅片的基底表面旋涂光刻胶，并进行前烘；

将具有上下层芯片结构图案的掩膜固定于附有光刻胶的基底表面；

光源垂直照射附有掩膜和光刻胶的玻璃或硅片进行曝光，并进行后烘；

自然冷却后，采用显影液去除未曝光的光刻胶，形成具有上下层流体通道结构的模板，并进行坚膜；

通过具有上下层芯片结构的模板制备上层芯片和下层芯片。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述光刻胶为SU-8光刻胶，所述显影液为乳酸乙酯，所述光刻胶的厚度为100-500微米；所述光源为紫外光光源。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述前烘的温度为95℃，时间为2-8小时，所述后烘的温度为95℃，时间为10-30分钟，所述坚膜的温度为180℃，时间为2小时。

9.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述封接组装包括如下步骤：

将多孔膜通过热压或键合的方式封接在上层芯片上；

将下层芯片对准封接在多孔膜的另一侧，形成多器官芯片。

10.一种制备多器官联用系统的方法，其特征在于，利用权利要求1至4中任一项所述的多器官芯片进行；

任选地，包括如下步骤：

分别利用70％的酒精和紫外线射线对如权利要求1至4任一项所述的多器官芯片进行灭菌处理；

将细胞外基质溶液注入到所述流体通道内对多孔膜和流体通道进行修饰，修饰后用无血清的培养基或PBS清洗通道；

根据所要构建的多器官联用模型准备不同的组织细胞，并分别接种到相应的流体通道内，静止2小时以上使细胞黏附与修饰后的流体通道内生长；

不同组织细胞同时接种到芯片内，或者根据不同细胞的生长、分化以及成熟的情况，按照时间顺序依次接种到相应的流体通道内；

对不同流体通道内的组织细胞选用相应的培养基，并利用相应的流体速度进行灌流培养，以模拟不同组织器官的微环境；

培养在不同流体通道内的组织细胞，通过多孔膜或直接进行物质交换，从而在芯片内形成多器官联用系统。