[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有效

专利信息
申请号: 201610895229.5 申请日: 2016-10-14
公开(公告)号: CN107955785B 公开(公告)日: 2021-10-15
发明(设计)人: 秦建华;李中玉 申请(专利权)人: 中国科学院大连化学物理研究所
主分类号: C12M3/00 分类号: C12M3/00;C12Q1/02
代理公司: 沈阳晨创科技专利代理有限责任公司 21001 代理人: 郑虹
地址: 116023 *** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 芯片 体外 模拟 动力学 特征 体系 应用
【说明书】:

发明提供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,属于微流控技术领域。所述芯片由上层芯片、多孔滤膜、下层芯片组成;该体系体系其构建方法如下:(1)芯片预处理;(2)细胞的接种与培养(3)给药方法(4)药物评价;给药方法采用控制泵分别操控肠芯片上层与下层流体;上层芯片采用前行、后行交替的流体形式,在器官芯片的微通道内形成一种蠕动流,通过流体控制给药时间与次数,模拟了人多次服药的吸收过程。下层芯片采用直行流体形式,模拟药物的排泄过程。在下层芯片的药时曲线可以模拟出人实际的药代动力学特征。该方法效果可控,对于实现体外仿真环境的器官芯片的构建,进行药物评价的应用等具有重要意义。

技术领域

本发明涉及微流控技术在器官芯片的应用领域,具体涉及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。

背景技术

动物实验在现代医学与生物学中占据了极为重要的位置,但是经费以及动物伦理也成了难以回避的问题。结合微流控技术与生物科学技术,创造出了一种“器官芯片”,能够用微芯片复制人体器官的功能,使医学实验变得更为简便。

微流控芯片实验室又称芯片实验室或微流控芯片,指的是把生物和化学等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测、细胞培养、分选、裂解等基本操作单元集成或基本集成到一块几平方厘米(甚至更小)的芯片上,由微通道形成网络,以可控流体贯穿整个系统,用以取代常规化学或生物实验室的各种功能的一种技术。微流控芯片技术作为一门迅速发展起来的科学技术,已经在生物医学领域展现了其独特的优势,更因其同细胞尺寸匹配、环境同生理环境相近、在时间和空间维度上能够提供更为精确的操控,易于通过灵活设计实现多种细胞功能研究等特点而成为新一代生物仿生和细胞研究的重要平台。微流控芯片的结构特征在于各种复杂的微通道网络。微流控系统需要通过在这些微通道网络中对微流体的操作来实现各种功能,比如试剂的引入、混合、分离等。因此,微流控系统中的流体驱动技术是实现微流控芯片功能的关键技术。微流控系统采用各种类型的微泵来驱动流体,实际应用中对于微泵的基本要求是:能提供连续稳定的流量、结构简单、需要的辅助部件少、操作简便、制作和运行成本低。

当前很多在体外具有良好活性的药物,均因药动学参数不佳或者不良反应太大而被淘汰。药代动力学是观察药物在体内过程的一个重要的研究,是进行药物临床试验所必须进行的药学参数。能够在体外模拟药物的药代动力学特征药物的研发具有重要的意义。对于该指标的测定,主要是通过动物实验或者临床试验获得。对于这种传统的研究方法,可能导致该药物前期的合成、动物试验以及在人体上的试验所付出的时间及金钱的浪费因此,在新药设计和开发的早期对药物药代动力学特征的模拟可望有效加速此类药物的研发。

人服用药物之后,实际的血药浓度是不断变化的,多次给药也是为了将血药浓度动态维持在理想的区间内。目前体外的给药方法基本都是持续给药,这并不符合实际,并且评价得到的结果不能反映真实情况,这种误导可能为药物研发后期带来很大的失败隐患。

目前,应用微流控技术模拟药代动力学特征的给药方法应用于药物评价的相关研究分析还比较罕见,这种研究对体外实验是极大的补充,必将带来重大的变革,在生物学研究及医药研发中具有极大的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供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,这种方法进行药物评价,更符合人的实际情况,增加了流体的功能,可应用于器官芯片的构建,药物评价的应用等研究。

一种肠芯片,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上层芯片通道入口组成,上层芯片通道的一端有第一上层芯片通道入口和第二上层芯片通道入口,下层芯片由S形下层芯片通道、下层芯片通道入口连接而成,上层芯片通道通过多孔滤膜下连下层芯片通道;

所述上层芯片通道与下层芯片通道空间位置重合连接。

本发明提供了一种基于肠芯片的体外模拟药代动力学特征的体系,方法过程如下:

(1)芯片预处理

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