[发明专利]适用于生物组织培养及实时监测的系统和方法

权利要求书

1.一种适用于生物组织培养及实时监测的系统，其特征在于，包括：生物3D打印机、器官芯片、连接底座、驱动系统和辅助系统；所述器官芯片通过所述连接底座与所述驱动系统相连；

所述生物3D打印机用于构建生物3D打印类组织；

所述器官芯片用于放置培养基和生物3D打印类组织，培养所述生物3D打印类组织；

所述连接底座用于放置器官芯片，并与驱动系统相连；

所述驱动系统用于驱动所述培养基在所述器官芯片内流动；

所述辅助系统用于监测生物3D打印类组织的状态；

其中，所述器官芯片包括透明顶盖、转运单元和器官芯片主体；所述转运单元可拆卸的嵌入在所述器官芯片主体的里面，所述透明顶盖覆盖在所述器官芯片主体上，转运单元用于盛放所述生物3D打印类组织；

所述器官芯片主体还包括：硬质顶层、微流道层、透明底层和传感芯片，所述微流道层设置在所述硬质顶层和所述透明底层之间，所述传感芯片与器官芯片主体的培养基接触；

所述硬质顶层包括至少一个培养室、气体通道、顶面凹槽、底面凹槽和检测区域；所述底面凹槽用于放置所述微流道层；

所述微流道层包括至少一个培养室、微流道、驱动凹槽、储液凹槽、分割凹槽和栅栏状阀门；所述微流道将所述至少一个培养室、驱动凹槽、储液凹槽和分割凹槽连接起来；所述栅栏状阀门将所述分割凹槽隔断开；

其中，所述转运单元与所述硬质顶层中的至少一个培养室、所述微流道层中的至少一个培养室匹配；

所述辅助系统包括：观测系统、和/或者分析系统、和/或者控制系统、和/或者环境控制系统；

所述观测系统用于观测培养后的试验组织和培养基；

所述分析系统用于根据所述传感芯片进行分析，得到检测数据；

所述控制系统对驱动系统进行精准控制，实现对微流道中培养基流速和流向的控制；

所述环境控制系统为生物3D打印类组织生长提供合适的温度、湿度和二氧化碳浓度；

所述驱动系统包括显示控制装置、控制装置和气路分配装置；所述控制装置分别与所述显示控制装置、气路分配装置相连；

所述显示控制装置用于显示多个工作模式，以使用户能够根据观看显示的多个工作模式进行选择；

所述控制装置用于根据用户选择的工作模式，控制所述气路分配装置进行工作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述器官芯片主体的形状为长方体或六面体。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述连接底座匹配所述器官芯片使用，所述连接底座通过连接方式与所述驱动系统进行组合使用，或连接底座与驱动系统组合为一个整体进行使用。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：更新系统，所述驱动系统通过所述更新系统与所述器官芯片相连，所述驱动系统还用于驱动所述更新系统更新所述器官芯片中的培养基。

5.一种适用于生物组织培养及实时监测的方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至4任一项所述的系统，其中，所述方法包括：

利用生物3D打印机构建试验/测试的生物3D打印类组织；其中，所述3D打印类组织作为试验组织直接打印在器官芯片培养室内，或打印在转运单元上再放置进器官芯片培养室内；

通过接收用户选择的工作模式，按照用户所选择的工作模式培养在所述器官芯片中的所述试验组织；

培养过程中，检测所述试验组织，得到检测数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过接收用户选择的工作模式，按照用户所选择的工作模式培养在所述器官芯片中的所述试验组织，包括：

在接收用户选择的工作模式后，通过控制正压气源、负压气源，向气路分配装置输出正压、负压气流，以使气路分配装置将正压、负压通向器官芯片的气体通道使培养基运动。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过接收用户选择的工作模式，按照用户所选择的工作模式培养在所述器官芯片中的所述试验组织的步骤之后，所述方法还包括：

在确定器官芯片中的培养基存储在气泡时，根据气泡所在位置，调整当前工作模式。