[发明专利]一种适用于异构异质生物微模块的构建装置及方法

说明书

本发明公开了一种适用于异构异质生物微模块的构建装置及方法，涉及生物微模块制备技术领域，主要包括：三维平移调整台用于将数字微流控芯片移动至成像平面上；数字微镜器件用于依据紫外光源发射的紫外光反射出对应的预加载图形，并将预加载图形发送至数字微流控芯片；数字微流控芯片用于：盛载有不同载细胞光敏预聚液滴，并依据预加载图形对载细胞光敏预聚液滴进行固化；图像传感器用于：当照明光源发出的照明光照射在数字微流控芯片时，采集载细胞光敏预聚液滴在固化过程中的图像以及形成生物微模块后的图像。本发明能够构建出特定形状、层级规律化的生物微模块。

技术领域

本发明涉及生物微模块制备技术领域，特别是涉及一种适用于异构异质生物微模块的构建装置及方法。

背景技术

组织工程学，也有人称其为“再生医学”，是指利用生物活性物质和相应细胞，通过体外培养或构建的方法，再造或者修复器官及组织的技术。人体组织和人体器官大部分都是由大量相同的基本功能单元以一定的空间分布规律组合而成。例如肝脏、胰脏分别由其功能模块肝小叶、胰岛组成，而这些功能模块是由多种细胞以特定的区域、层级规律化复合而成，整体表现为特定形状、复合材料组成、硬度分布区域各异的生物微模块。

现有的生物微模块构建方法多采用单一材料或者一种复合材料进行单步固化操作，其主要关注于生物微模块的制作精度上，即使存在多次固化，也无法精确的控制各材料的区域化分布和最终生物微模块的形状，其构建的生物微模块整体硬度分布单一与真实功能模块差异较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于异构异质生物微模块的构建装置及方法，以解决了无法高通量、阵列化、区域化构建任意形状、任意组成材料的生物微模块难题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

第一方面，本发明提供了一种适用于异构异质生物微模块的构建装置，至少包括：紫外光源、数字微镜器件、数字微流控芯片、三维平移调整台、照明光源以及图像传感器；

所述三维平移调整台用于将所述数字微流控芯片移动至成像平面上；

所述数字微镜器件用于依据所述紫外光源发射的紫外光反射出对应的预加载图形，并将所述预加载图形发送至所述数字微流控芯片；

所述数字微流控芯片，用于：

盛载有不同载细胞光敏预聚液滴；

依据所述预加载图形对所述载细胞光敏预聚液滴进行固化；

所述图像传感器，用于：

当所述照明光源发出的照明光照射在数字微流控芯片时，采集所述载细胞光敏预聚液滴在固化过程中的图像以及形成生物微模块后的图像。

可选地，还包括：紫外光源控制器；

所述紫外光源控制器用于：控制所述紫外光源的光照强度，以调整所述预加载图形对所述载细胞光敏预聚液滴的固化速度。

可选地，还包括：第一双凸透镜、第二双凸透镜、第三双凸透镜、第四双凸透镜、第二非偏振分束立方和物镜；

所述紫外光源发出的紫外光经过所述第一双凸透镜、所述第二双凸透镜汇聚到所述数字微镜器件上，经过所述数字微镜器件上的加载图形反射出对应的预加载图形，所述预加载图形经过所述第三双凸透镜、所述第四双凸透镜、所述第二非偏振分束立方和所述物镜形成预设尺寸实像，并将所述预设尺寸实像汇聚到所述数字微流控芯片的载细胞光敏预聚液滴上。

可选地，还包括：第五双凸透镜、第七双凸透镜、第八双凸透镜和第一非偏振分束立方；

所述照明光源发出的照明光经过所述第七双凸透镜和所述第八双凸透镜汇聚成预设尺寸光斑，所述预设尺寸光斑依次经过所述第一非偏振分束立方、所述第五双凸透镜、所述第二非偏振分束立方和所述物镜汇聚到所述数字微流控芯片上。