[发明专利]一种多力场耦合的细胞组织培养芯片

说明书

本发明属于生物技术领域，涉及一种多力场耦合的细胞组织培养芯片，具体涉及一种用于机械力学、流体力学以及静液压力多力场耦合的细胞组织培养芯片，所述芯片由相互键合的上下层聚二甲基硅氧烷PDMS芯片、进液口、出液口、三孔芯片夹具以及平行气动手指气缸构成，上、下层PDMS芯片为同等大小的长方体，并通过等离子体键合方式相互贴合。所述芯片中，气缸与气压控制系统相连，芯片与液压控制系统相连，通过控制系统操作电磁阀的开关和电压施加时间驱动芯片的拉抻运动及芯片内部加压。本发明操作简便、可实现细胞组织动态培养且可同时施加多力场刺激，适用于细胞组织力学领域。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种多力场耦合的细胞组织培养芯片，尤其涉及一种用于机械力学、流体力学以及静液压力的多力场耦合的细胞组织培养芯片。

背景技术

传统的细胞组织培养技术包括，利用培养皿、培养瓶和孔板等对细胞组织进行静态二维培养；然而细胞组织微环境复杂，其是一个多因素组成、时空可变的复杂集合，对细胞组织的行为和功能发挥起到决定性的作用，研究实践显示，传统的静态培养方法很难在体外为细胞组织提供真实的微环境，致使体外细胞组织生物学的研究结果与其在体内情况相差甚远。随着微流控芯片技术的发展，微流控芯片技术与细胞组织培养技术的结合为细胞组织微环境的模拟提供了可能，并能对细胞组织生存微环境的关键参数进行精确控制，同时可以实时观察细胞组织对微环境中参数变化的响应。

微流控芯片是一种在微米尺度及空间对流体进行操控的应用技术，其具有将化学、生物学、物理学等实验室的基本功能微缩到一个体积只有几平方厘米芯片上的功能，又被称作芯片实验室(Lab-on-chip)。相较于其他平台，微流控芯片具有材料成本低、试剂消耗量少、反应速度快、灵敏度高、便携性好、操作简单以及可将多种单元技术在微小可控平台上灵活组成和规模集成等特点。此外，微流控芯片常使用PDMS材料，其具备透光性、透气性、生物相容性和延展性等特性，其广泛应用于生物化学、分子生物学等领域。

目前国内外较少见有针对机械力学、流体力学以及静液压力的多力场耦合的细胞组织培养芯片的研究报道。

基于现有技术的研究基础和现状，本申请的发明人拟提供一种新型的多力场耦合的细胞组织培养芯片，尤其是一种用于机械力学、流体力学以及静液压力的多力场耦合的细胞组织培养芯片。

与本发明相关的参考文献有：

[1]Tumor Microenvironment:Interactions and Therapy[J].Journal ofCellular Physiology,2019,234(5).

[2]Sasha H.Bakhru,Christopher Highley,Stefan Zappe.Application ofMicrofluidics in Stem Cell and Tissue Engineering[M].MicrofluidicTechnologies for Human Health.2013.

[3]林丙承.微流控芯片实验室[J].2003.。

发明内容

本发明的目的是基于现有技术的研究基础和现状，提供一种新型的多力场耦合的细胞组织培养芯片，尤其是一种用于机械力学、流体力学以及静液压力的多力场耦合的细胞组织培养芯片。本发明可以实现机械力学、流体力学以及静液压力的单独施加或多力场耦合的细胞组织培养方案，实现体外细胞组织微环境的可控再现，为细胞组织与微环境相互作用的研究提供强大技术平台。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种多力场耦合的细胞组织培养芯片，其特征在于，