一种多肝小叶芯片

本发明涉及器官芯片，具体为一种多肝小叶芯片。

背景技术：

1、肝病逐渐成为全世界死亡和患病的第二大主要原因，肝硬化、酒精性脂肪肝、肝纤维化、肝癌的发病率和流行率逐渐升高，并且逐渐年轻化；目前临床的治疗方法主要是药物治疗，药物治疗是最方便且对机体副作用最小的治疗方式，并且很多与肝病相关疾病没有很强针对性的或者疗效较好的药物，所以开发疗效好的、副作用小的新药就尤为重要；尽管存在药物相关的动物模型，然而，由于动物模型与人体存在着代谢性差异，且存在伦理问题，所以，药物研究和肝组织工程等领域希望找到一个能替代动物模型的体外模型用于研究肝病发病机制以及药物筛选；随着微流控技术的发展，基于微流控技术的器官芯片模型成为研究热点，器官芯片(如肝芯片、肾芯片、肠芯片、肺芯片等)在模拟体内组织器官的生理特征、力学特征和流体特征等方面具有更强的仿生优势，有希望成为介于人与动物之间的模型。

2、现在的器官芯片通常基于光刻蚀和精密车床加工等，制备流程复杂，而且容易发生泄漏问题，如公布号为cn113362690a的对比文件，其公开了一种肝小叶芯片，包括由上至下依次叠置的上层芯片、中层芯片和下层芯片；上层芯片上设有肝动脉通道、中央静脉通道及连通上层芯片顶端和上层芯片底端的第一通孔；中层芯片上设有连通中层芯片顶端和中层芯片底端的第二通孔；下层芯片上设有肝小叶组织区及与肝小叶组织区连通的门静脉通道；该芯片的制备方法是通过光刻蚀或者精密车床加工，流体通道或培养区刻在平板的表面，通过与另外一个未刻通道的面结合形成一个密闭的流体通道或者培养区，这种制备方法操作较为复杂，且在使用过程中容易出现液体泄漏现象。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于如何制备出密封性好、结构简单、高度仿生的多肝小叶芯片。

2、本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

3、一种多肝小叶芯片，包括第一模块(1)、第二模块(2)；所述第一模块(1)设置在第二模块(2)的上方；所述第一模块(1)包括第一基体(11)、空腔，所述第一基体(11)的内部开设有至少一个空腔；所述第二模块(2)包括第二基体(21)、空腔，所述第二基体(21)的内部开设有至少一个空腔；所述第一模块(1)和第二模块(2)之间贯通设置。

4、有益效果：通过第一模块、第二模块的一体式设置，能够实现功能通道的一体化成型，可有效解决芯片运行过程中的泄露问题，具有密封性好、结构简单、高度仿生的优点。

5、进一步的，所述第一基体(11)的内部开设有一个空腔，为第一空腔(12)。

6、进一步的，所述第一基体(11)的顶板上贯穿至第一空腔(12)开设有入口(111)。

7、有益效果：通过入口的设置，用于向多肝小叶芯片内通入培养基。

8、进一步的，所述第一基体(11)的底板贯穿开设有至少六个第一通孔(113)，供培养基从第一空腔(12)流至第二模块。

9、进一步的，所述第一基体(11)的底板贯穿开设有二十四个第一通孔(113)，二十四个所述第一通孔(113)互相排列组合，每六个所述第一通孔(113)组成一个六边形，形成七个六边形。

10、有益效果：通过将多个第一通孔组成六边形，每个六边形仿生一个肝小叶，就像体内的肝小叶一样，培养基从六边形六个角位置的通孔流出，并向六边形的中心汇集，通过多个六边形的设置，能够高度仿生肝结构，作为体外模型用于研究肝病发病机制以及药物筛选。

11、进一步的，所述第二基体(21)的内部开设有两个空腔，分别为第二空腔(22)、第三空腔(23)，所述第二基体(21)从顶端到底端依次开设有第二空腔(22)、第三空腔(23)。

12、有益效果：通过第一空腔、第二空腔、第三空腔的设置；第一空腔为培养基流入汇集区，能够为流入的培养基提供临时存储空间，并且使培养基能够均匀从第一通孔流出，减少分流通道的设置或者减少蠕动泵的使用个数；第二空腔为细胞培养区，第三空腔为培养基流出汇集区，能够为流出的培养基提供临时存储空间，使培养基能够从第二通孔流出并汇集于第三空腔，从而减少分流通道的设置或者减少蠕动泵的使用个数。

13、进一步的，所述第二空腔(22)的底板上贯通开设有至少一个第二通孔(212)，每个所述第二通孔(212)的位置分别对应第一基体(11)中各六边形的中心位置。

14、有益效果：通过第二通孔位置的设置，使得第一通孔流出的培养基流经肝小叶区后，经过第二通孔流出，从而模拟生理条件下肝小叶内部的血流情况，能够高度仿生肝结构。

15、进一步的，所述第二空腔(22)的底板上贯通开设有七个第二通孔(212)。

16、进一步的，所述第三空腔(23)的底板上开设有出口(213)，所述出口(213)和入口(111)之间连接有蠕动泵。

17、有益效果：通过蠕动泵的设置，用于将多肝小叶芯片内的培养基通过出口泵至入口，实现培养基的循环流动，模拟人体内的血液循环。

18、进一步的，所述第一基体(11)底板的外围一体固定有卡舌(115)，所述第二基体(21)顶端的外围处开设有与卡舌(115)相适配的卡口(215)。

19、有益效果：通过卡舌、卡口的相互配合，不仅密封性好，操作方便，而且可以重复使用。

20、本发明的优点在于：

21、本发明通过第一模块、第二模块的一体式设置，能够实现功能通道的一体化成型，可有效解决芯片运行过程中的泄露问题，具有密封性好、结构简单、高度仿生的优点。

22、本发明通过入口的设置，用于向多肝小叶芯片内通入培养基。

23、本发明通过将多个第一通孔组成六边形，每个六边形仿生一个肝小叶，就像体内的肝小叶一样，培养基从六边形六个角位置的通孔流出，并向六边形的中心汇集，通过多个六边形的设置，能够高度仿生肝结构，作为体外模型用于研究肝病发病机制以及药物筛选。

24、本发明通过第一空腔、第二空腔、第三空腔的设置；第一空腔为培养基流入汇集区，能够为流入的培养基提供临时存储空间，并且使培养基能够均匀从第一通孔流出，减少分流通道的设置或者减少蠕动泵的使用个数；第二空腔为细胞培养区，第三空腔为培养基流出汇集区，能够为流出的培养基提供临时存储空间，使培养基能够从第二通孔流出并汇集于第三空腔，从而减少分流通道的设置或者减少蠕动泵的使用个数。

25、本发明通过第二通孔位置的设置，使得第一通孔流出的培养基流经肝小叶区后，经过第二通孔流出，从而模拟生理条件下肝小叶内部的血流情况，能够高度仿生肝结构。

26、本发明通过蠕动泵的设置，用于将多肝小叶芯片内的培养基通过出口泵至入口，实现培养基的循环流动，模拟人体内的血液循环。

27、本发明通过卡舌、卡口的相互配合，不仅密封性好，操作方便，而且可以重复使用。

技术特征：

1.一种多肝小叶芯片，其特征在于，包括第一模块(1)、第二模块(2)；

2.根据权利要求1所述的一种多肝小叶芯片，其特征在于：所述第一基体(11)的内部开设有一个空腔，为第一空腔(12)。

3.根据权利要求2所述的一种多肝小叶芯片，其特征在于：所述第一基体(11)的顶板上贯穿至第一空腔(12)开设有入口(111)。

4.根据权利要求3所述的一种多肝小叶芯片，其特征在于：所述第一基体(11)的底板贯穿开设有至少六个第一通孔(113)，供培养基从第一空腔(12)流至第二模块。

5.根据权利要求4所述的一种多肝小叶芯片，其特征在于：所述第一基体(11)的底板贯穿开设有二十四个第一通孔(113)，二十四个所述第一通孔(113)互相排列组合，每六个所述第一通孔(113)组成一个六边形，形成七个六边形。

6.根据权利要求4或5所述的一种多肝小叶芯片，其特征在于：所述第二基体(21)的内部开设有两个空腔，分别为第二空腔(22)、第三空腔(23)，所述第二基体(21)从顶端到底端依次开设有第二空腔(22)、第三空腔(23)。

7.根据权利要求6所述的一种多肝小叶芯片，其特征在于：所述第二空腔(22)的底板上贯通开设有至少一个第二通孔(212)，每个所述第二通孔(212)的位置分别对应第一基体(11)中各六边形的中心位置。

8.根据权利要求7所述的一种多肝小叶芯片，其特征在于：所述第二空腔(22)的底板上贯通开设有七个第二通孔(212)。

9.根据权利要求6所述的一种多肝小叶芯片，其特征在于：所述第三空腔(23)的底板上开设有出口(213)，所述出口(213)和入口(111)之间连接有蠕动泵。

10.根据权利要求1所述的一种多肝小叶芯片，其特征在于：所述第一基体(11)底板的外围一体固定有卡舌(115)，所述第二基体(21)顶端的外围处开设有与卡舌(115)相适配的卡口(215)。

技术总结
本发明提供一种多肝小叶芯片，包括第一模块、第二模块；第一模块设置在第二模块的上方；第一模块包括第一基体、空腔，第一基体的内部开设有至少一个空腔；第二模块包括第二基体、空腔，第二基体的内部开设有至少一个空腔；第一模块和第二模块之间贯通设置。本发明通过第一模块、第二模块的一体式设置，能够实现功能通道的一体化成型，可有效解决芯片运行过程中的泄露问题，具有密封性好、结构简单、高度仿生的优点。

技术研发人员：刘婧,张伟,吴茜茜,阮班锋,明紫贝,唐新宇,彭玮,张敏
受保护的技术使用者：合肥学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12