[实用新型]新型肾脏祖细胞培养微流控芯片

说明书

本实用新型公开了一种新型肾脏祖细胞培养微流控芯片，包括第一主流道、第一微阀、第二微阀、第三微阀、第二主流道及多个并列排布的细胞培养单元，多个并列排布的细胞培养单元位于所述第一主流道与所述第二主流道之间，每个所述细胞培养单元包括第一培养池、第二培养池及三相微通道，所述第二微阀用于控制所述第一培养池和所述第二培养池的连通或关闭，所述三相微通道包括两个流动相通道和一个分散相通道，所述分散相通道与所述两个流动相通道相交形成十字交叉状。本实用新型能够微量控制培养液的流通，实现精确控制。

技术领域

本实用新型涉及微流控芯片技术领域，尤其涉及新型肾脏祖细胞培养微流控芯片。

背景技术

肾衰竭是一个全球性的健康问题，有调查研究表明8％～16％的成年人患有慢性肾脏病，且多数急性肾损伤易进展为慢性肾功能衰竭，即尿毒症。全球慢性肾功能衰竭患者，多数依靠终身透析维持生命，透析可替代肾脏的滤过功能，但肾脏的许多其他功能，如促红细胞生成素的产生、维生素D的活化，却无法通过透析来替代。目前的治疗手段不能修复损伤的肾脏组织，无法恢复原有的肾脏功能，所以需要人工培养肾脏祖细胞，细胞微环境的动态平衡是保证细胞正常增殖、分化、代谢和功能活动的重要条件，微环境发生改变，细胞也会随之发生相应的变化。因此，胚胎发育、组织修复、肿瘤发生等生理病理过程与细胞所处的微环境息息相关。很多生理病理的研究都是基于细胞体外培养实现的，而传统的细胞体外培养只能提供一种静态的、宏观的、二维的细胞生长环境，细胞在体外改变的环境下增生逐渐丧失了原有的性状，往往和体内情况不相符。

随着组织培养工程的新兴发展，三维细胞培养技术应运而生，其可以最大程度地模拟体内的微环境。传统的三维细胞研究方法有基质覆盖培养、旋转烧瓶培养、微载体培养、预置支架培养及旋转细胞培养系统等，这些三维细胞培养技术不仅操作繁琐，而且试剂耗量大，更为重要的是，相对于细胞的微小尺寸，这种培养环境与体内环境相差较远，客观上难以真实反映生理状态下细胞的生物学特征。20世纪90年代初基于微机电系统(MEMS)加工技术发展起来的微流控芯片，又称芯片实验室，具有多种单元技术、在整体可控的微小平台上灵活组合、规模集成的特征和优点。而且微流控芯片设计的微流道尺寸(通常10～100μm)与典型的哺乳类细胞尺寸(10～20μm)处于相同量级，并且微尺度下传热、传质较快，可以提供有利的细胞生长研究环境，同时微流控芯片可以满足高通量细胞分析的需要。正因为微流控芯片具有上述传统细胞生物学研究方法所不及的优点，使其成为细胞研究的重要平台，在生物医学领域显示了广阔的应用前景。

用于细胞的三维培养和微环境的模拟的微流控芯片取得了一定的进展，但是也存在很多不足，普遍存在通量低下的问题，不能精确控制流量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供新型肾脏祖细胞培养微流控芯片，使养分的流量能够精确控制。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种新型肾脏祖细胞培养微流控芯片，包括第一主流道、第一微阀、第二微阀、第三微阀、第二主流道及多个并列排布的细胞培养单元，多个并列排布的细胞培养单元位于所述第一主流道与所述第二主流道之间；

每个所述细胞培养单元包括第一培养池、第二培养池及三相微通道，所述第二微阀用于控制所述第一培养池和所述第二培养池的连通或关闭；

所述第一培养池通过所述三相微通道与所述第一主流道连接，所述第一微阀用于控制所述第一培养池上的所述三相微通道与所述第一主流道的连通或关闭；

所述第二培养池通过所述三相微通道与所述第二主流道连接，所述第三微阀用于控制所述第二培养池上的所述三相微通道与所述第二主流道的连通或关闭；

所述三相微通道包括两个流动相通道和一个分散相通道，所述分散相通道与所述两个流动相通道相交形成十字交叉状。