[发明专利]仿生肾器官芯片结构和仿生肝肾芯片结构

说明书

本申请提供了一种仿生肾器官芯片结构和仿生肝肾芯片结构。本申请的仿生肾器官芯片结构将仿生肾小球芯片结构和仿生肾小管芯片结构相结合，从而将肾小球对相关液体的过滤功能和肾小管对滤液的重吸收功能相结合，能够较为真实和准确地模拟肾器官整体上的药代动力学特性和解毒特性。本申请的仿生肝肾芯片结构将仿生肝器官芯片结构、仿生肾器官芯片结构和循环微结构相结合，从而将仿生肝脏和仿生肾脏的功能相结合，既能模拟或检测单个仿生器官的作用，又能模拟或检测两个仿生器官之间的生理通讯以及对整个循环系统的响应，使所获得的药物安全性评价结果具有较高的准确性。

技术领域

本发明属于人类仿生器官芯片技术领域，具体涉及一种仿生肾器官芯片结构和仿生肝肾芯片结构。

背景技术

肝脏和肾脏是人体内的主要解毒器官。为了研究肝脏和肾脏的解毒功能，常常使用仿生肝脏芯片和仿生肾脏芯片。然而，当前的肝脏芯片与人体肝脏组织的结构差异较大，难以较为真实和准确地模拟肝脏内的代谢情况，这会导致模拟结果与实际结果差异较大，不利于取得较为准确的药代动力学实验数据或毒性实验数据。当前的肾脏芯片也存在同样的问题。另外，研究者们常常单独研究肝脏芯片和肾脏芯片进行研究，而缺乏将两种仿生器官的代谢过程结合起来进行研究的操作，这会导致研究结果无法包含肝脏和肾脏之间的通讯，从而缺失器官之间的药代动力学作用和毒性作用。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种仿生肾小球芯片结构。该结构能够较为真实和准确地模拟肾小球的过滤功能，从而为肾小球的药代动力学特性和解毒作用提供数据支撑，进而为药物安全性评估及新药研发提供依据。

本申请的另一个目的在于提供一种仿生肾小管芯片结构，该结构能够较为真实和准确地模拟肾小管的重吸收功能，从而为肾小管的药代动力学特性和解毒作用提供数据支撑，进而为药物安全性评估及新药研发提供依据。

本申请的再一个目的在于提供一种仿生肾器官芯片结构，其将仿生肾小球芯片结构和仿生肾小管芯片结构相结合，从而将肾小球对相关液体的过滤功能和肾小管对滤液的重吸收功能结合在一起进行研究，能够较为真实和准确地模拟肾器官整体上的药代动力学特性和解毒特性。

本申请的其它一个目的在于提供一种仿生肝肾芯片结构，其将仿生肝器官芯片结构、仿生肾器官芯片结构和用于支持两种芯片结构之间液体循环的循环微结构相结合，从而将仿生肝脏和仿生肾脏的功能结合在一起进行研究，既能模拟或检测单个仿生器官的作用，又能模拟或检测两个仿生器官之间的生理通讯以及对整个循环系统的响应，使所获得的药物安全性评价结果具有较高的准确性。

为了达到上述目的，本申请提供了一种仿生肾小球芯片结构，包括：顶层芯片、底层芯片以及设于顶层芯片和底层芯片之间的过滤膜层；

其中，顶层芯片包括：

进液流道，至少接收进液；

出液流道，至少排出进液中的未过滤液；以及

仿生流道，分别与进液流道和出液流道相连通，其横截面积从与进液流道相连通的第一端部至与出液流道相连通的第二端部的方向逐渐缩小；

过滤膜层对进液进行过滤并向底层芯片排出滤液，其覆盖面积大于或等于仿生流道的覆盖面积；

底层芯片包括：

滤液腔室，容纳滤液；以及

滤液流道，至少排出滤液。

在一些实施例中，仿生肾小球芯片结构还包括：设有中间流道的中间层芯片；

其中，过滤膜层还包括：

第一过滤膜，其设于仿生流道和中间流道之间并且其覆盖面积大于仿生流道，使进液经过滤后在中间流道中形成中间滤液；以及