[发明专利]一种肿瘤体外模型制造装置和方法

说明书

一种肿瘤体外模型制造装置和方法，该制造装置中，在第一级乳化装置将载有实体瘤上皮细胞的细胞外支架材料在微流控微管内乳化分散成细胞外支架材料微滴，经胶凝后得到载有实体瘤内皮细胞的细胞外支架材料微球，在第二级乳化装置将上一级乳化后的微球外包裹一层肌成纤维细胞或平滑肌细胞的细胞外支架材料外层，从而乳化生成单分散的肿瘤细胞‑细胞外支架材料微球，在微流控微管内间距分布；生物打印平台，用于将肿瘤细胞‑细胞外支架材料微球打印在生物芯片上的独立培养腔中，经培养成为肿瘤体外模型。本发明可更好地还原天然器官的微组织结构，有利于获得均一且结构可控的体外模型，并可具备高通量药物检测的能力。

技术领域

本发明涉及肿瘤诊疗设备，特别是一种肿瘤体外模型制造装置和方法。

背景技术

人体肿瘤细胞处在细胞外基质材料的包围中，细胞外基质除了为细胞和组织提供结构支撑外，还通过细胞表面特异性受体与细胞结合提供生物力学信号，调节细胞的生长、分化、迁移、凋亡等。目前通用的肿瘤体外模型制造方法是将肿瘤组织细胞通过胶原酶降解原有细胞外基质后得到的细胞分散在去除生长因子的基底膜基质等其它天然材料中，体外模型随细胞增殖分化而形成。此种制备方法操作简单，但存在种种缺点，如(a)体外模型由散落的细胞或细胞团增殖分化而来，得到的体外模型大小和形状难以控制，(b)收集不易，(c)由少数细胞增殖至一定数目导致体外模型制造周期较长等。另外，对于消化道器官，其微组织结构包括由上皮细胞分化而成的黏膜层、结缔组织层和外围的肌层等，缺少肌层约束的食管癌体外模型呈实心球体等。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述技术缺陷中的至少一种，提供一种肿瘤体外模型制造装置和方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种肿瘤体外模型制造装置，包括：基于微流控技术的两级乳化串联装置，其中，在第一级乳化装置将载有实体瘤上皮细胞的细胞外支架材料在微流控微管内乳化分散成细胞外支架材料微滴，经胶凝后得到载有实体瘤内皮细胞的细胞外支架材料微球，在第二级乳化装置将上一级乳化后的微球外包裹一层肌成纤维细胞或平滑肌细胞的细胞外支架材料外层，从而乳化生成单分散的肿瘤细胞-细胞外支架材料微球，在微流控微管内间距分布；生物打印平台，用于将肿瘤细胞-细胞外支架材料微球打印在生物芯片上的独立培养腔中，经培养成为肿瘤体外模型。

进一步地：

各培养腔在所述生物芯片上呈有序阵列分布。

包括连接各培养腔的可提供培养基和抗癌药物的管道以及检测模块。

在所述第一级乳化装置中输入辅助相，所述辅助相是油相。

两级乳化后的微球直径是200-800微米。

一种肿瘤体外模型制造方法，包括：基于微流控技术，经过第一级乳化，将载有实体瘤上皮细胞的细胞外支架材料在微流控微管内乳化分散成细胞外支架材料微滴，经胶凝后得到载有实体瘤内皮细胞的细胞外支架材料微球，经过第二级乳化，将上一级乳化后的微球外包裹一层肌成纤维细胞或平滑肌细胞的细胞外支架材料外层，从而乳化生成单分散的肿瘤细胞-细胞外支架材料微球，在微流控微管内间距分布；将肿瘤细胞-细胞外支架材料微球打印在芯片上的独立培养腔中，经培养成为肿瘤体外模型。

进一步地：

各培养腔在所述芯片上呈有序阵列分布。

包括连接各培养腔的可提供培养基和抗癌药物的管道以及检测模块。

在所述第一级乳化装置中输入辅助相，所述辅助相是油相。

两级乳化后的微球直径是200-800微米。

本发明的有益效果：