[发明专利]微流体装置的致动阀或泵

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2015年2月4日提交的临时美国专利申请62/111,978的优先权，其全部内容通过援引纳入本文。

背景技术

人体组织的体外模型通常在分离的环境中作为单一培养物培养。组织培养物的分离消除了存在于体内系统中的组织培养物之间的相互作用。分离的组织环境使得难以在体外培养中研究系统性问题，例如药物给药。

发明内容

根据本公开的一个实施方式，一种装置包括具有多个聚合物层的流体流动板。该流体流动板限定出通过微流体阀组件的流体流动通道。该阀组件包括阀座、具有弹性体层的柔性膜、位于阀座和柔性膜之间的阀腔以及阀头。阀组件还包括致动器，其构造成选择性地控制由阀头施加到柔性膜的压力。在第一致动器状态下，阀头将柔性膜压入阀腔并与阀座接触，从而防止流体流过阀组件。在第二状态下，阀头和柔性膜基本上缩回到阀腔外以允许流体流过阀组件。

在一些实施方式中，柔性膜是波纹状的。在一些实施方式中，阀座呈环状，并且膜的波纹形成为与阀座的环形部分同轴并位于其外部的同心环状。

在一些实施方式中，流体流动板包括接合到柔性膜的面向阀座侧的柔性负载分布层。该负载分布层可以具有在阀座上方的切口。负载分布层中的切口的直径大于阀座的外径并小于阀腔的直径。

在一些实施方式中，该装置包括抗静电涂层，其设置在柔性膜的面向阀头的表面中对应于阀头占据区的区域、柔性膜的面向阀座的表面中对应于阀座占据区的区域以及阀座的面向膜的表面中的至少一个上。在一些实施方式中，该装置包括由气密壳体和柔性膜的面向阀头的表面限定出的真空室。

在一些实施方式中，柔性膜在第二状态下具有约0.25％至约2.0％之间的拉伸应变量。在一些实施方式中，阀座在第二状态下具有约0.25％至约2.0％之间的静止拉伸应变量。在一些实施方案中，柔性膜包括生物相容性金属。

在一些实施方式中，弹性体层包括多个横向应力释放切口，其围绕弹性体层的对应于阀座占据区的区域径向设置。在一些实施方式中，阀座包括弹性体层。

根据另一个实施方式，该装置包括泵组件。该泵组件可以包括具有弹性体层的柔性膜、致动器、在柔性膜的第一侧上的泵头以及在柔性膜的相对于泵头来说的相对侧上的泵腔。在第一致动器状态下，泵组件的泵头将柔性膜压入泵腔并驱动来自泵腔的流体。在第二状态下，泵头和柔性膜基本上缩回到泵腔外以将流体引入泵腔。

根据本公开的另一方面，一种装置包括具有多个聚合物层的流体流动板。流体流动板限定出通过微流体阀组件的流体流动通道。该阀组件包括具有弹性体层的阀座、柔性膜、位于阀座和柔性膜之间的阀腔以及阀头。阀组件还包括致动器，其构造成选择性地控制由阀头施加到柔性膜的压力。在第一致动器状态下，阀头将柔性膜压入阀腔并与阀座接触，从而防止流体流过阀组件。在第二状态下，阀头和柔性膜基本上缩回到阀腔外以允许流体流过阀组件。

在一些实施方式中，柔性膜是波纹状的。在一些实施方式中，阀座呈环状，并且膜的波纹形成为与阀座的环形部分同轴并位于其外部的同心环状。

在一些实施方式中，流体流动板包括接合到柔性膜的面向阀座侧的柔性负载分布层。负载分布层可以具有在阀座上方的切口。负载分布层中的切口的直径可以大于阀座的外径并且小于阀腔的直径。

在一些实施方式中，抗静电涂层设置在柔性膜的面向阀头的表面中对应于阀头占据区的区域、柔性膜的面向阀座的表面中对应于阀座占据区的区域以及阀座的面向膜的表面中的至少一个上。

在一些实施方式中，该装置包括由气密壳体和柔性膜的面向阀头的表面限定出的真空室。在一些实施方式中，柔性膜在第二状态下具有约0.25％至约2.0％之间拉伸应变量。在一些实施方式中，阀座在第二状态下具有约0.25％至约2.0％之间的静止拉伸应变量。在一些实施方式中，柔性膜由弹性体和生物相容性金属中的至少一种形成。在一些实施方式中，膜包括第二弹性体层，并且该第二弹性体层包括多个横向应力释放切口，其围绕弹性体层的对应于阀座占据区的区域径向设置。

附图说明