[发明专利]一种基于不同交联程度的水凝胶卵母体外三维培养微流控芯片及其应用

说明书

本发明属于组织工程领域，具体涉及一种基于不同交联程度的水凝胶卵母体外三维培养微流控芯片及其应用。所述芯片包括微流入口部、分形树状结构微通道、微流控腔室、细胞夹、微流出口部，所述每个微流控腔室中均内置一个细胞夹，利用所述分形树状结构微通道连接微流入口部和微流控腔室，所述微流入口部≥2个，所述微流控腔室≥3。本发明通过微流控芯片的分形树状结构微通道实现了不同交联程度的水凝胶的梯度分布，不同交联程度的水凝胶具有不同强度的组织强度，可以真实的模拟卵母细胞周围的力学强度，并研究了不同交联程度水凝胶对卵母生长、发育的影响，这对体外生命组织的三维立体培养具有重要的意义。

技术领域

本发明属于组织工程领域，具体涉及一种基于不同交联程度的水凝胶卵母体外三维培养微流控芯片及其应用。

背景技术

目前针对卵母细胞培养分为二维平面培养，三维立体培养。主流的二维培养不能满足真实的卵母生长发育环境，而三维立体培养能模拟体内组织环境，给与细胞更加真实的培养环境，既而使实验结果能更加贴近人体内的现象。因此基于卵母细胞的三维立体培养的研究具有重要意义。

水凝胶是一种新兴的生命材料，其独特的化学结构与优良的物质传输性能，为生命的体外模型提供了可能。不同交联程度的水凝胶具有不同的组织强度，而人体组织中的细胞所处的组织强度具有很大的差异性，因此基于不同交联程度水凝胶的研究具有重要意义，基于卵母的水凝胶三维培养还有很大的发展空间。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于一种基于不同交联程度的水凝胶卵母体外三维培养微流控芯片及其应用。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

一种基于不同交联程度的水凝胶卵母体外三维培养微流控芯片，包括微流入口部、分形树状结构微通道、微流控腔室、细胞夹、微流出口部，所述每个微流控腔室中均内置一个细胞夹，利用所述分形树状结构微通道连接微流入口部和微流控腔室，所述每个微流控腔室均单独连接一个微流出口部，所述微流入口部≥2个，所述微流控腔室≥3。

上述方案中，所述微流入口部为2个，所述微流控腔室为5个，所述微流出口部为5个。

上述方案中，所述分形树状结构微通道的分布为第一排3个混合通道、第二排4个混合通道、第三排5个混合通道，所述2个微流入口部通过分形树状结构微通道与所述5个微流控腔室相连接，所述5个微流控腔室分别连接所述5个微流出口部。

上述方案中，所述分形树状结构微通道中混合通道设置成螺旋型弯管。

基于不同交联程度的水凝胶卵母体外三维培养微流控芯片的应用，具体包括如下方法：

(1)将含有卵母细胞的M16培养基泵入微流入口部，卵母细胞通过分形树状结构微通道流入微流控腔室内，并被细胞夹夹住；

(2)将不同浓度的水凝胶前驱溶液分别泵入各微流入口部，使水凝胶充满分形树状结构微通道，同时水凝胶前驱溶液在流经分形树状结构微通道过程中会发生均匀混合，最后在各微流控腔室内形成不同梯度的水凝胶前驱溶液混合液；

(3)随后将光掩模版覆盖在分形树状结构微通道上，对微流控腔室进行曝光，在各微流控腔室中形成包含卵母细胞的水凝胶块；随后将M16培养基泵入微流入口部，分形树状结构微通道中的水凝胶被排出，M16培养基充满各微流控腔室用于培养卵母细胞，观测卵母细胞的生长、发育情况。

上述方案中，所述水凝胶为GelMA水凝胶。

上述方案中，所述微流入口部为2个，所述微流控腔室为5个，将不同浓度的水凝胶前驱溶液分别泵入2个微流入口部，利用如下公式计算得到5个微流控腔室内水凝胶前驱体液梯度，所述公式为：