[发明专利]一种人工肝脏组织及其制作方法

说明书

一种人工肝脏组织及其制作方法，该人工肝脏组织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，在下方芯片、中间芯片和上方芯片上分别形成下、中、上三层腔室，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，相邻腔室之间通过微孔膜隔离，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。该人工肝脏组织能很好地仿生人体的肝脏组织，模拟肝脏内部毛细血管的传质、选择透过性、毒性反应等功能。

技术领域

本发明涉及组织工程领域，特别是涉及一种人工肝脏组织及其制作方法。

背景技术

目前，由于缺乏足够的人源捐献者，而动物来源的肝脏组织与人源的肝脏有着较大差别，为了满足人类肝脏病理研究和药物检测筛选的来源需求，使用人源细胞构建体外肝脏模型已经成为一种广泛认可的方式。

微流控芯片由于其具有体积小、消耗少、集成度高、可控性好并且可以构建复杂结构等优势，成为构建体外肝脏模型的优选方案之一。常用的微流控芯片材料为聚二甲基硅氧烷(PDMS)，其具有良好的生物相容性，理化、生化稳定性，透光性和透氧性，使其便于构建体外肝模型，也有利于后期对肝模型的观察。

现有的体外肝模型大多都仅使用肝实质细胞来构建，少有的多种细胞共培养模型也并没有还原肝脏内部的毛细血管结构和功能。由于肝脏中的毛细血管在肝脏中包含物质传递、选择透过性、大分子毒物筛选和毒性反应等多种功能，对于缺乏毛细血管的模型，无论是用于肝脏的病理研究还是用于药物检测筛选，都存在不准确的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种人工肝脏组织及其制作方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种人工肝脏组织，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布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。

进一步地：

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。

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。

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，优选地，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。