[发明专利]一种多类型器官芯片数据库的设计方法

说明书

本专利主要描述了一种包含不同器官芯片数据的数据库构建方法，多个不同类型的器官芯片数据，分别为肝芯片数据、心脏芯片数据、肠芯片数据、肺芯片数据、肾脏芯片数据、脑芯片数据、皮肤芯片数据、骨骼芯片数据等，同时还包括了各种器官芯片数据都会用到的一些公用信息，主要有药物信息、细胞信息、材料信息、生物试剂信息、器官芯片型号信息、器官芯片参数配置信息、实验结果信息。本数据库可以为各种应用于器官芯片领域的数据分析方法，包括深度学习模型等，提供更加充足、更全面的数据。

技术领域

本发明属于生物医学工程和计算机技术相结合的领域，通过计算机技术、数据库技术、人工智能技术等，和器官芯片这一生物医学工程领域中的尖端技术紧密结合起来，运用关系型数据库搭建技术有效的解决了器官芯片与人工智能相结合的关键环节——如何建立器官芯片数据库。

本专利主要描述了一种包含不同器官芯片数据的数据库构建方法，多个不同类型的器官芯片数据，分别为肝芯片数据、心脏芯片数据、肠芯片数据、肺芯片数据、肾脏芯片数据、脑芯片数据、皮肤芯片数据、骨骼芯片数据等，同时还包括了各种器官芯片数据都会用到的一些公用信息，主要有药物信息、细胞信息、材料信息、生物试剂信息、器官芯片型号信息、器官芯片参数配置信息、实验结果信息。

背景技术

器官芯片(Organ-On-A-Chip)是将人体的微型组织或器官构建于微环境之中，主要利用微流控技术，通过与细胞生物学、生物材料和工程学等多种方法相结合，可以在体外，模拟构建出与接近人体的多细胞组织器官，微环境和代谢系统。使用多种不同类型的器官芯片组合到一起，就模拟了一个人体内的整体生理微环境，本预测方法适用于所有类型器官芯片，包括心脏芯片、肝芯片、肾芯片、肠芯片、脑芯片、肺芯片等，进而可以预测整个人体内不同器官对药物的评价。它可以加快药物发现和药物筛选的研发速度，缩短研发周期。同时在精准医疗领域，器官芯片依然发挥着重要作用。器官芯片可以避免或者减少动物实验次数，用自体细胞搭建肿瘤模型实现药物临床前测试和筛选。

器官芯片在培养和在其进行实验的过程中，会产生大量的实验数据，但是在以前的研究中，研究者们并没有仔细分析数据之间的关联，特别是对不同的器官芯片实验之间，由于实验团队不同，数据并没有实现共享，只是看重实验结果。同时，目前市面上也没有一款辅助工具可以在线分析以往曾经做过的类似实验结果，把自己的设计参数和其他实验进行在线分析和对比，进而预测自己开展的器官芯片实验结果。

因此，需要开发一个与器官芯片相关的数据库，其中包含着各种与器官芯片相关的数据，可以为各种应用于器官芯片领域的数据分析方法与深度学习模型提供全面、可靠的数据支撑。

发明内容

发明目的：

针对上述研究的问题，本发明的目的在于建立一个包含了多种类型器官芯片数据的数据库。此数据库存储着与器官芯片相关的各种数据，包括生物支架材料、试剂、细胞系、药物、器官芯片型号、器官芯片参数配置(试剂和药物浓度、细胞类型等)，以及可以作为标签数据的时间信息和实验结果(细胞代谢物浓度、细胞的数量和存活率、芯片内微环境的PH、温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、TEER、气压、是否加入药物、药物的释放速度、降解速率)。此方法构建的数据库可以为各种应用于器官芯片领域的数据分析方法，包括深度学习模型等，提供更加充足和全面的数据。

本发明采用如下技术方案，一种包括了多种类型器官芯片数据的数据库构建方法，本方法建立数据库需要四个步骤完成。