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一种通用型多层器官芯片

一种通用型多层器官芯片

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器官芯片(organs-on-chipsOOC)是一种集成细胞培养装置,指的是利用微流控芯片系统,在芯片上构建并模拟人体组织和器官的集成微系统,因其可准确控制培养系统中的多个参数,在模拟器官的各项功能特征,以及对外界刺激的特异性反应上,比传统培养更加能够反映人体真实情况,在生理学、药理学和药代动力学等研究领域具有很大的发展潜力,是开发和个体化的有力工具,已成为研究热点。

本文主要介绍了一种通用型三层器官微流控芯片,此芯片优势在于其可更换中间膜片,且可进行重复密封,一方面可模拟不同器官的体外培养,另一方面可回收所培养的珍贵细胞。

 

 

芯片结构与功能

此芯片材质为硼硅玻璃,结构采用三层设计,由芯片顶层、芯片底层和可更换的中间膜片组成,内部含两层微腔室,可在其中间膜片上设计不同类型的选择性透过结构,从而在上下层微腔室通入不同的介质时,便可实现两层微腔室间物质的选择性交换,进而模拟不同器官中的“多层”组织结构。此芯片层与层之间通过氟化橡胶密封垫圈进行复密封,器官培养实验完毕后,可直接拆封芯片,回收所培养的珍贵细胞。

通过微流体控制技术,可在芯片内产生可控的流体剪切应力和周期性变化的机械力,结合芯片结构,可在芯片内实现多种流体控制方式。

芯片具有一定的的灵huo性,除对多个芯片灌流培养外,也可同时进行多个芯片的平行灌流式培养,进一步,可将多个含有不同中间膜片的芯片进行串联、并联,从而实现多器官培养。

芯片应用案例

瓦赫宁根大学食品研究院的Dr. Meike van der Zande基于此芯片,进行了肠道芯片研究。

阿姆斯特丹自由大学的Prof. Sue GibbsDr. Lambert Bergers基于此芯片,进行了皮肤芯片研究。

除以上研究外,此芯片还可用于肺、肝、神经、骨髓、心血管网络等器官模拟的研究。

 

 

在大多数生理环境中,存在着连续介质流动以及组织间的相互作用,单器官芯片无法表达体内各器官联合工作的复杂性、功能变化以及完整性,因此,多器官微流控芯片(Multi-Organ-Chip, MOC)的研究愈发受到关注。本文介绍的通用型三层器官芯片,即可作为单器官芯片,也可串联或并联来实现多器官培养,是器官培养研究的一种选择,也具有一定的参考价值。

 

 

点击阅读原文可查看器官培养微流控系统相关信息。