[发明专利]一种基于肠芯片的体外模拟药代动力学特征的体系及应用

权利要求书

1.一种基于肠芯片的体外模拟药代动力学特征的体系，其特征在于：在微流控芯片上通过操控流体模拟药物吸收和排泄过程，所述芯片由上层芯片、多孔滤膜、下层芯片组成；上层芯片由上层芯片通道（1）上层芯片通道入口组成，上层芯片通道（1）的一端有第一上层芯片通道入口（5）和第二上层芯片通道入口（6），下层芯片由S形下层芯片通道（4）、下层芯片通道入口（7）连接而成，上层芯片通道（1）通过多孔滤膜（2）下连下层芯片通道（4）；

所述上层芯片通道（1）与下层芯片通道（4）空间位置重合连接；

上层芯片操控流体的运动形式为，驱动流体前行与后行交替向前的形式；

下层芯片操控流体的运动形式为，可控的直线流形式；下层芯片所述流体的速度根据药物的半衰期调整，流速v（μL/ h）= 0.5*下层芯片通道体积V（μL）/ 药物半衰期时间t（h）；

所述基于肠芯片的体外模拟药代动力学特征的体系的构建方法具体如下：

(1)芯片预处理

设计制作芯片，使用胶原处理细胞培养通道；

(2)细胞的接种与培养

肠细胞调整至1~5×10⁶ cells/mL的细胞悬液，加入上层芯片主通道，细胞贴附于多孔滤膜界面生长，将芯片平移放入37℃培养箱中继续培养、12h 后应用微流体驱动方法进行持续灌流；给药前1天，靶细胞调整至1~5×10⁶ cells/mL的细胞悬液，加入下层芯片通道，细胞贴附于底面生长，将芯片平移放入37℃培养箱中继续培养12小时后进行给药；

(3) 给药方法

在给药时间里，于肠芯片的第一上层芯片通道入口（5）含药培养基进行给药灌流，第二上层芯片通道入口（6）正常培养基持续灌流，下层芯片通道入口（7）正常培养基持续灌流；在停药时间里，第一上层芯片通道入口（5）含药培养基停止灌流，第二上层芯片通道入口（6）正常培养基持续灌流，下层芯片通道入口（7）正常培养基持续灌流；

（4）药物评价

检测药物浓度，绘制药物药时曲线；首次给药48小时后，检测靶细胞细胞活力。

2.一种如权利要求1所述基于肠芯片的体外模拟药代动力学特征的体系的构建方法，其特征在于该体系构建方法如下：

(1)芯片预处理

设计制作芯片，使用胶原处理细胞培养通道；

(2)细胞的接种与培养

肠细胞调整至1~5×10⁶ cells/mL的细胞悬液，加入上层芯片主通道，细胞贴附于多孔滤膜界面生长，将芯片平移放入37℃培养箱中继续培养、12h 后应用微流体驱动方法进行持续灌流；给药前1天，靶细胞调整至1~5×10⁶ cells/mL的细胞悬液，加入下层芯片通道，细胞贴附于底面生长，将芯片平移放入37℃培养箱中继续培养12小时后进行给药；

(3) 给药方法

在给药时间里，于肠芯片的第一上层芯片通道入口（5）含药培养基进行给药灌流，第二上层芯片通道入口（6）正常培养基持续灌流，下层芯片通道入口（7）正常培养基持续灌流；在停药时间里，第一上层芯片通道入口（5）含药培养基停止灌流，第二上层芯片通道入口（6）正常培养基持续灌流，下层芯片通道入口（7）正常培养基持续灌流；

（4）药物评价

检测药物浓度，绘制药物药时曲线；首次给药48小时后，检测靶细胞细胞活力。

3.如权利要求2 所述的一种基于肠芯片的体外模拟药代动力学特征的体系的构建方法，其特征在于步骤（3）给药方法中：药代动力学特征为下层芯片的药时曲线模拟了人实际用药的曲线特性，呈吸收-排泄的正态分布曲线。

4.如权利要求2 所述的一种基于肠芯片的体外模拟药代动力学特征的体系的构建方法，其特征在于：步骤（3）给药方法中：应用控制泵操控流体方式进行给药操作。

5.如权利要求2所述的一种基于肠芯片的体外模拟药代动力学特征的体系的构建方法，其特征在于：步骤（3）给药方法中：给药时间与停药时间具体为：

一次给药时间为2小时：一天一次给药的情况，停药时间为22小时；一天两次给药的情况，停药时间为10小时；一天三次给药的情况，停药时间为6小时；连续给药时，按照给药-停药-给药-停药的次序循环进行。