[实用新型]一种模拟体内肠缺血再灌注致远隔脏器损伤的仿生微流控芯片

说明书

本实用新型公开一种模拟体内肠缺血再灌注致远隔脏器损伤的仿生微流控芯片，其特征在于：所述芯片包括玻璃基片（1），在玻璃基片（1）的上方依次设置有下PDMS片（2）、聚碳酸酯多孔膜（3）和上PDMS片（4），所述上PDMS片（4）上开设有开口方向向下的肠黏膜上皮细胞培养池（5），而下PDMS片（2）上则开设有培养液交换池（6），所述同时肠黏膜上皮细胞培养池（5）和培养液交换池（6）的横断面所形成的图形相同，且二者在纵向上相互重叠，所述的聚碳酸酯多孔膜（3）位于肠黏膜上皮细胞培养池（5）和培养液交换池（6）之间。

技术领域

本实用新型涉及细胞培养领域，特别是一种模拟体内肠缺血再灌注致远隔脏器损伤的仿生微流控芯片。

背景技术

肠缺血再灌注（Intestinal ischemia/reperfusion, II/R）损伤是指各种原因导致的肠道血供中断或减少、重新恢复血供使肠道损伤进一步加重的病理生理过程，是外科实践中常见的临床危相。肠缺血再灌注损伤是一个连锁反应，其对全身状态的影响作用已经远远超过肠道局部的损伤和破坏，被认为是造成全身炎症反应综合征（SIRS）和多器官功能障碍综合征（MODS）的重要始动因素之一，其引发的肝功能损害和急性肺损伤是临床上最为常见的并发症和重要的死亡原因。

肠缺血再灌注引发多器官损伤的机制复杂，众多临床研究表明，在II/R过程中，缺血缺氧可以导致肠黏膜上皮细胞萎缩、凋亡，肠黏膜屏障功能丧失，使肠内细菌和内毒素移位至全身，单核/巨噬细胞系统激活，产生一系列细胞因子和炎症介质，此外肠道组织缺氧产生的反应性氧化中介因子（ROI）也可以通过体内血循环直接作用到远隔器官并导致损伤。

肝脏是门静脉系统直接汇流的肠道毗邻器官，这一解剖学和组织学特点决定其更易受到II/R的损害。II/R时大量的炎性介质、ROS及细菌毒素通过破坏的肠壁入血，经由门静脉系统到达肝脏，超出肝脏库普弗细胞清除能力，进一步激活炎症因子，释放有害的酶体和介质，造成肝细胞损伤、坏死和凋亡。同时，大量内毒素和炎症因子进一步通过血循环向全身播散，使中性粒细胞（PMNs）在肺内聚集和激活，产生和释放ROS，一方面损伤肺血管内皮细胞，增加血管通透性，造成肺水肿，另一方面通过氧化细胞膜脂质直接损伤肺实质细胞，使肺泡上皮细胞广泛凋亡、坏死和塌陷，引起弥漫性肺损伤。

目前该领域的研究以体内实验为主，但体内实验干扰因素较多，不利于在细胞水平观察和检测相关信号通路变化、炎症因子释放等生物学机制。此外，由于肠缺血再灌注致远隔脏器损伤过程中，涉及多种脏器细胞，生理结构复杂且需要特殊的流体微环境，传统体外细胞培养方法难以实现上述仿生效果，因此迫切需要一种用于离体研究肠缺血再灌注致远隔脏器损伤的仿生微流控芯片装置。

发明内容

本实用新型是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种模拟体内肠缺血再灌注致远隔脏器损伤的仿生微流控芯片。该芯片可以实现多种细胞的体外联合培养，动态监测肠黏膜上皮细胞缺氧复氧、释放炎性因子及进一步影响肝细胞和肺泡上皮细胞生物学行为和机制，同时可应用于筛选药物、分析药效和药物作用靶点，为研究该疾病提供了体外研究平台。

本实用新型的技术解决方案是：一种模拟体内肠缺血再灌注致远隔脏器损伤的仿生微流控芯片，其特征在于：所述芯片包括玻璃基片1，在玻璃基片1的上方依次设置有下PDMS片2、聚碳酸酯多孔膜3和上PDMS片4，

所述上PDMS片4上开设有开口方向向下的肠黏膜上皮细胞培养池5，而下PDMS片2上则开设有培养液交换池6，所述同时肠黏膜上皮细胞培养池5和培养液交换池6的横断面所形成的图形相同，且二者在纵向上相互重叠，所述的聚碳酸酯多孔膜3位于肠黏膜上皮细胞培养池5和培养液交换池6之间，

在上PDMS片2上还设置有与肠黏膜上皮细胞培养池5相连通的上入口7和上出口8，