[发明专利]一种3D多层高通量器官芯片及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种3D多层高通量器官芯片，其特征在于，包括，顺次叠置的储液层、薄膜层和3D培养层；

储液层，具有多个储液通孔，所述储液通孔用于储存培养液；

薄膜层，所述薄膜层上分布微纳尺寸的孔，用于模拟生物屏障；

3D培养层，具有多个培养微孔，所述培养微孔用于3D培养细胞；

所述储液通孔与所述培养微孔一一对应。

2.根据权利要求1所述的器官芯片，其特征在于，所述储液通孔的孔径大于或等于所述培养微孔的孔径。

3.根据权利要求2所述的器官芯片，其特征在于，所述储液层的储液通孔为储液柱孔。

4.根据权利要求1所述的器官芯片，其特征在于，所述储液层、所述薄膜层和所述3D培养层通过PDMS胶水完成键合连接。

5.根据权利要求4所述的器官芯片，其特征在于，所述PDMS胶水，包括PDMS单体、聚合物和甲苯，其中，PDMS单体和聚合物的质量比为15-20:1，甲苯和聚合物的质量比为3-10:1。

6.根据权利要求1所述的器官芯片，其特征在于，还包括，

防蒸发底板，具有储液部，所述储液部用于储存溶液；

所述顺次叠置的储液层、薄膜层和3D培养层构成三层芯片；所述三层芯片设置在所述防蒸发底板上。

7.如权利要求1至6中任一项所述的一种3D多层高通量器官芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述储液层、所述薄膜层和所述3D培养层分别进行清洗，然后干燥；

利用液态PDMS胶依次将所述薄膜层和所述3D培养层叠置粘结至所述储液层的一侧面上，得预制三层芯片；

将所述预制三层芯片烘干，得到三层芯片；完成器官芯片的制备，得到3D多层高通量器官芯片。

8.根据权利要求7所述的一种器官芯片的制备方法，其特征在于，所述利用液态PDMS胶依次将所述薄膜层和所述3D培养层叠置粘结至所述储液层的一侧面上，具体包括：

将所述液态PDMS胶甩胶得到PDMS胶液膜；

将所述储液层置于所述PDMS胶液膜上，得到具有胶液膜的储液层；

将所述薄膜层铺展至所述具有胶液膜的储液层的胶液膜上，再将3D培养层置于所述薄膜层上，压合，静置，得到预制三层芯片。

9.如权利要求1至6中任一项所述的一种3D多层高通量器官芯片用于构建生物屏障模型、血管发生模型、药物渗透研究模型、细胞相互作用研究模型、细胞迁移研究模型的应用。

10.如权利要求9所述的应用中，其特征在于，基于如权利要求1至6中任一项所述的一种器官芯片构建生物屏障模型的方法，包括以下步骤：

将所述3D多层高通量器官芯片进行包被，得到包被芯片；

向所述包被芯片的储液层加入可形成生物屏障的细胞悬液，培养，得构建生物屏障细胞层的芯片；

向所述构建生物屏障细胞层的芯片的3D培养层的培养微孔中加入基质材料混合细胞悬液，于37℃条件下培养，成胶，得到成胶的芯片；

向成胶的芯片的储液层的储液通孔内加入培养基，再于37℃条件下培养，完成生物屏障模型的构建，得到生物屏障模型。