[发明专利]一种肿瘤类器官培养和药物实验的微流控系统及使用方法

说明书

本发明公开了一种肿瘤类器官培养和药物实验的微流控系统及使用方法，系统包括第一外部泵、第一外部泵，用于产生药物浓度梯度的第一微流控芯片，用于进行类器官培养的第二微流控芯片和用于收集废液的离心管，所述第一外部泵、第一外部泵分别通过软管连接第一微流控芯片输入端，所述第一微流控芯片、第二微流控芯片、离心管依次通过软管连接。本发明的微流控系统能够可控地向肿瘤类器官灌注培养基或者药物，同时调节药物的浓度以及其对肿瘤类器官的作用时间，实时调控肿瘤类器官所处的液体环境，实现肿瘤类器官的批量培养及进行药物效用测试实验，并且通过配合显微镜能够实时、持续地对于肿瘤类器官的生长、药物响应等进行观察。

技术领域

本发明涉及微流控芯片技术领域，特别涉及一种肿瘤类器官培养和药物实验的微流控系统及使用方法。

背景技术

随着细胞生物学和类器官技术的发展，对来源于癌症病人病灶的肿瘤细胞进行培养而得到的肿瘤类器官成为了评估肿瘤精准治疗和个性化用药的有力的体外模型。这些肿瘤类器官较好地保持了原本的肿瘤病灶处的生理和结构特征，可自我更新和长时间培养扩增，并且保持遗传性质的稳定等传统基于二维平面的培养系统无法实现的优势。

目前对于肿瘤类器官的培养和药物实验基本都是在培养皿或者孔板之中进行的，因其不是多种细胞共同培养的体系，无法模仿细胞在人体内生存的微环境；其次，无法模拟在体内的供血环境中的连续自然流动的药物递送条件，同时也缺乏对于肿瘤类器官所处的液体环境(例如药物浓度、营养物的供给等)进行实时地、持续地调节，从而观测肿瘤类器官相关响应的能力。

申请号CN201611107680.2的专利公开了一种用于细胞共培养的微流控芯片及其细胞培养方法，由下至上依次包括基底层、细胞培养腔室层、上盖板层，细胞培养腔室层中设有筛绢将细胞培养腔室分为上下两层，上层为培养基交换层、下层为细胞培养层；相邻的细胞培养腔室之间设有微孔滤膜；在上盖板层对应每个细胞培养腔室位置至少设有一个上盖板通孔，与筛绢通孔位置相互对应，对应上盖板通孔位置设有接头，接头内设有管道，用于培养基交换、细胞接种或检测。本发明的细胞共培养微流控芯片可有效地截留悬浮细胞，从而实现贴壁细胞、悬浮细胞或悬浮细胞与贴壁细胞的微流控细胞共培养。但是，其仍然不能模拟在体内的供血环境中的连续自然流动的药物递送条件，缺乏对培养器官所处的液体环境进行实时地、持续地调节从而观测器官相关响应的能力。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种肿瘤类器官培养和药物实验的微流控系统及使用方法，以解决现有的微流控芯片应用在细胞培养中，不能模拟在体内的供血环境中的连续自然流动的药物递送条件，缺乏对培养器官所处的液体环境进行实时地、持续地调节从而观测器官相关响应的能力的问题。

(二)技术方案

为实现上述肿瘤类器官培养和药物实验的微流控系统及使用方法解决现有的微流控芯片应用在细胞培养中，不能模拟在体内的供血环境中的连续自然流动的药物递送条件，缺乏对培养器官所处的液体环境进行实时地、持续地调节从而观测器官相关响应的能力的问题，本发明提供如下技术方案：

一种肿瘤类器官培养和药物实验的微流控系统，包括第一外部泵、第一外部泵，用于产生药物浓度梯度的第一微流控芯片，用于进行类器官培养的第二微流控芯片和用于收集废液的离心管，所述第一外部泵、第一外部泵分别通过软管连接第一微流控芯片输入端，所述第一微流控芯片、第二微流控芯片、离心管依次通过软管连接。

优选的，所述第一微流控芯片包括有具有微流通道的上层基片以及与所述上层基片封合的下层载玻片；所述第一微流控芯片根据制作的上层基片流出口的不同产生多种药物浓度梯度。

优选的，所述上层基片的微流通道由两个液体流入口、蛇形通道单元以及设置的多个液体流出口连接组成；所述蛇形通道单元包括前后多列蛇形通道，且每一列蛇形通道在横向的数量从前到后逐步递增，所述每一列蛇形通道前后连通。