[发明专利]一种通用型器官芯片模块和三维立体多器官芯片

权利要求书

1.一种通用型器官芯片模块，其特征在于，所述模块由底板、下层基板、中层基板和顶板组成；

其中，所述下层基板叠加于所述底板上，下层基板上开设有通孔，所述通孔与底板构成组织培养腔室，所述组织培养腔室内用于培养微型组织以模拟器官，所述微型组织包括哺乳动物原代组织、细胞球和类器官；

所述中层基板叠加于所述下层基板的上方，所述中层基板的下侧面在水平方向上刻蚀有水平微通道，所述组织培养腔室内的微型组织通过所述水平微通道内的流体进行通讯；

所述顶板设置于所述中层基板上，用于压合所述中层基板和下层基板；所述顶板上设置有与所述水平微通道连通的流体接口；

所述下层基板的侧壁上具有纵向微通道，所述纵向微通道与所述中层基板上的水平微通道连通。

2.根据权利要求1所述的一种通用型器官芯片模块，其特征在于，所述组织培养腔室的底面为具有微纳米形貌的超疏水表面，其与水相溶液的接触角大于120°；

或所述组织培养腔室的底面修饰有微纳米形貌的高分子涂层，所述高分子涂层与水相溶液之间的接触角小于90°。

3.根据权利要求2所述的一种通用型器官芯片模块，其特征在于，形成所述超疏水表面的方法为：将纳米二氧化硅颗粒、正己烷和氯仿混合后进行超声处理，使纳米二氧化硅颗粒分散于混合溶液中；接着，将PMMA板材浸入所述混合溶液中，取出晾干，即得到了具有微纳米结构的超疏水表面。

4.根据权利要求2所述的一种通用型器官芯片模块，其特征在于，形成所述超疏水表面的方法为：将PDMS板材浸入原硅酸四乙酯中使其溶胀，然后取出溶胀的PDMS板材，置于乙二胺水溶液中；接着取出PDMS板材，冲洗后进行热处理，即得到具有微纳米结构的超疏水表面。

5.根据权利要求2所述的一种通用型器官芯片模块，其特征在于，形成所述超疏水表面的方法为：

a.将弹性树脂的预聚液浇注在具有表面超疏水微纳米结构的模板上，使弹性树脂预聚液聚合成第一弹性固体，再将第一弹性固体从模板上剥离；

b.对第一弹性固体的表面进行硅烷化修饰，并以硅烷化修饰的第一弹性固体为模板，再浇注弹性树脂的预聚液，使弹性树脂预聚液聚合成第二弹性固体；

c.将第二弹性固体从硅烷化修饰的第一弹性固体模板上剥离，此时，第二弹性固体的表面便形成了表面超疏水微纳米结构。

6.根据权利要求2所述的一种通用型器官芯片模块，其特征在于，所述高分子涂层的制备方法包括以下步骤：

S1.将甲基丙烯酸缩水甘油酯和其他聚合单体于水中混合，加入四甲基乙二胺和引发剂，进行共聚反应；反应结束后，将共聚物溶液进行透析，除去未反应的单体和引发剂，即得到高分子涂层液；

S2.对底面进行预处理，使底面产生极性基团，再将预处理后的底面置于所述高分子涂层液中进行浸泡处理；接着取出底面，清洗掉表面的高分子涂层液，干燥后，即在所述培养孔的底面形成高分子涂层；

其中，所述其他聚合单体包括2-(2-甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯、二甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种；所述极性基团包括羟基、氨基、羧基中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种通用型器官芯片模块，其特征在于，所述组织培养腔室的侧面或者底面上开设有贯穿孔。

8.根据权利要求1所述的一种通用型器官芯片模块，其特征在于，所述下层基板和中层基板之间夹设有一层多孔膜，所述多孔膜上用于培养血管内皮细胞和/或免疫细胞。

9.根据权利要求8所述的一种通用型器官芯片模块，其特征在于，所述多孔膜通过压片固定于所述下层基板上通孔的开口处。

10.根据权利要求1所述的一种通用型器官芯片模块，其特征在于，所述底板和下层基板由硬质刚性材料制作而成，所述中层基板由软质弹性材料制作而成。