[发明专利]一种人工肝脏组织及其制作方法

权利要求书

1.一种人工肝脏组织，其特征在于，包括微流控芯片，所述微流控芯片设置有五层结构，包括自下而上依次层叠的下方芯片、第一微孔膜、中间芯片、第二微孔膜和上方芯片，在所述下方芯片、所述中间芯片和所述上方芯片上分别形成下、中、上三层腔室，自下而上的三层腔室中分别灌注含生长因子的培养液、含肝实质细胞的细胞外基质和含内皮细胞的悬液，相邻腔室之间通过所述第一微孔膜与所述第二微孔膜隔离，所述微孔膜能够阻隔细胞外基质的流动而不影响细胞的迁移运动，通过上、下腔室的出、入口供液并培养，在生长因子的诱导下内皮细胞穿过中间腔室的细胞外基质并形成管腔，形成含毛细血管的人工肝脏组织。

2.如权利要求1所述的人工肝脏组织，其特征在于，所述下方芯片、所述中间芯片和所述上方芯片为PDMS芯片，通过氧等离子键合的方式组装，所述微孔膜通过其与所述PDMS芯片的形变夹紧在所述PDMS芯片之间。

3.如权利要求1所述的人工肝脏组织，其特征在于，所述微孔膜为胶原蛋白制作成厚度在0.1±0.05mm范围的薄膜，具有孔径在0.03±0.01mm范围、孔轴心距在0.06±0.02mm范围的微孔阵列。

4.如权利要求1所述的人工肝脏组织，其特征在于，在至少一腔室的入口集成测试模块，在至少一腔室的出口集成检测模块，用于病理研究和药物检测。

5.如权利要求4所述的人工肝脏组织，其特征在于，所述测试模块为含病毒、毒素或药物的培养液的芯片，所述检测模块为肝脏活性检测模块、代谢完整性检测模块或功能性产物的表达量检测模块。

6.如权利要求1至5任一项所述的人工肝脏组织，其特征在于，所述下方芯片、所述中间芯片和所述上方芯片的长×宽×高为25mm×25mm×1mm；下腔室的长×宽×高为5mm×5mm×0.2mm，腔室出入口的孔心距为18mm；中间腔室的长×宽×高为5mm×5mm×1mm，腔室出入口的孔心距为15mm，所述中间芯片在所述下方芯片的腔室出入口对应部位设有通孔；上腔室的长×宽×高为5mm×5mm×0.2mm，腔室出入口的孔心距为12mm，所述上方芯片在所述中间芯片、所述下方芯片的腔室出入口对应部位设有通孔；各腔室出入口的孔径为1.5mm，各腔室出入口和腔室之间通过0.4mm宽且与腔室等高的通道连通。

7.如权利要求6所述的人工肝脏组织，其特征在于，各腔室中的所有竖向边都倒出半径为1mm的圆角，以避免形成湍流和气泡；所述微孔膜的长×宽×厚为10mm×10mm×0.1mm。

8.如权利要求1至5任一项所述的人工肝脏组织，其特征在于，采用以下配置中的至少一种：所述肝实质细胞为人的原代肝实质细胞或人的肝实质细胞的细胞系HepG2；所述细胞外基质为凝胶状的鼠尾I型胶原蛋白、或纤维蛋白、猪皮I型胶原蛋白；所述生长因子为VEGF、EGF和FGF中任一种或多种的组合，所述培养液为DMEM+RPMI的组合或ECM+DMEM的组合；所述内皮细胞为HUVECs或HMEC-1。

9.一种制作如权利要求1至8任一项所述的人工肝脏组织的制作方法，其特征在于，包括：制作所述微流控芯片的5层单层结构；使用氧等离子溅射处理所述下方芯片的下表面和所述中间芯片的上表面，在所述中间芯片的下表面上垫上所述第一微孔膜使其覆盖腔室而不覆盖出入口，然后通过出入口对齐所述下方芯片和所述中间芯片并使所述下方芯片的下表面和所述中间芯片的上表面扣合，将所述第一微孔膜夹紧在其中；使用相同的操作扣合所述中间芯片的上表面和所述上方芯片的下表面，并将所述第二微孔膜夹紧在其中；此后将扣合好的微流控芯片放在烤箱中烘烤使其粘合紧密。

10.如权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述微孔膜是使用胶原通过静电纺丝的方法制作成生物相容性的薄膜，再使用激光打孔的方法在膜上加工出微孔阵列。