CN212669708U

CN212669708U - 一种类器官培养芯片

Info

Publication number: CN212669708U
Application number: CN202021851053.1U
Authority: CN
Inventors: 魏文博; 陈宗正; 王丽; 张筱晴; 蓝晓瑞
Original assignee: Shenzhen Xirui Biotechnology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Xirui Biotechnology Co ltd
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2021-03-09
Anticipated expiration: 2030-08-31

Abstract

本实用新型属于类器官芯片领域，具体公开了一种类器官培养芯片，包括薄片结构（100）、微孔（101）、微孔开口（1011）、微孔底面（1012）、微孔侧壁（1013）、围栏结构（102）；本芯片可以放置在常用的细胞培养皿和孔板内，细胞接种到芯片后，在重力和倾斜的侧壁产生的机械力的共同作用下，使细胞聚集在微孔的底部，并自发形成三维细胞球。所形成的细胞球可以进一步培养形成所需的类器官组织。

Description

一种类器官培养芯片

技术领域

本实用新型属于类器官芯片领域，具体公开了一种类器官培养芯片。

背景技术

随着细胞生物学与类器官技术的发展，细胞三维培养技术正逐渐取代传统二维细胞培养技术。目前，多种类型的细胞都有较强的自组装能力，比如多潜能干细胞、肿瘤细胞、组织细胞等。三维细胞球是由多种细胞自组装形成的三维聚集体，更接近体内组织细胞的结构形态并且更有利于其功能机制的研究。因此，三维细胞球可以被用于众多生物学以及生物医学领域的研究中，例如：发育学、病理学、药理学、癌症治疗等。

现有三维细胞聚集培养方法主要有悬滴法、悬浮培养、液滴法、低黏附培养皿等，通过这些方法制备的细胞球的可控性与重复性较差。此外，在构建三维类器官时，也会引入一些ECM成分，例如matrigel、胶原等，这些非人源的ECM成分也会对构建的人源类器官造成一定的影响。

实用新型内容

针对此问题，本实用新型提供了一种类器官培养芯片，本实用新型的技术方案如下：

一种类器官培养芯片，所述芯片包括薄片结构、微孔、微孔开口、微孔底面、微孔侧壁、围栏结构；所述微孔成阵列式的排布于所述薄片结构上，所述微孔的顶部为微孔开口，所述微孔的底部为所述微孔底面，所述微孔的侧方为所述微孔侧壁；所述薄片结构的上表面的周边设有围栏结构，所述围栏结构高出所述薄片结构的表面；所述微孔开口与所述薄片结构的表面平齐，所述微孔底面伸入所述薄片结构内部，低于所述薄片结构的表面；所述微孔开口的形状与所述微孔底面的形状相同，所述微孔开口的尺寸大于所述微孔底面的尺寸；所述微孔至少含有两个倾斜的微孔侧壁。

进一步的，上述一种类器官培养芯片，所述薄片结构的厚度为0.5-2.5毫米；所述薄片结构为圆形或者正方形。

进一步的，上述一种类器官培养芯片，当所述薄片结构为圆形时，所述薄片结构的直径为0.5-15厘米；当所述薄片结构为正方形时，所述薄片结构的边长为0.5-15厘米。

进一步的，上述一种类器官培养芯片，所述薄片结构上的围栏结构的宽度为0.2-1.5毫米，相对于薄片结构表面的高度为0.5-2.5厘米。

进一步的，上述一种类器官培养芯片，所述微孔开口的形状为正多边形，所述微孔开口中心与所述微孔底面中心的连线垂直于所述微孔底面。

进一步的，上述一种类器官培养芯片，所述微孔开口的直径为300-1000微米；所述微孔底面的直径为150-500微米；所述微孔之间的间距为0-100微米；微孔的深度为200-1000微米。

进一步的，上述一种类器官培养芯片，所述微孔侧壁与所述微孔底面所成的角度为90-150度。

进一步的，上述一种类器官培养芯片，所述芯片采用透明材质通过开模注塑而成；所述透明材质包括但不限于PS、PC、PMMA和PDMS。

上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型提供了一种类器官培养芯片，该芯片采用薄片设计，并在每个芯片上设有阵列结构的微孔。其中每个微孔的上开口的尺寸大于坑低面的尺寸，此外，每个微孔都含有至少两个倾斜的侧壁。在接种细胞后，在重力和倾斜的侧壁产生的机械力的共同作用下使细胞可以堆积在每个微孔的底部，从而在无需ECM成分的条件下通过细胞聚集形成细胞球。同时，本类器官芯片，可以嵌入现有常规细胞培养耗材，作为低成本的一次性培养耗材，同时具有用户友好和灵活性，可以满足高通量类器官的制备和三维培养。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种类器官培养芯片的整体俯视图；

图2为本实用新型所述的一种类器官培养芯片的纵截面的侧视图；

图3为本实用新型所述的一种类器官培养芯片中微孔的结构示意图，此图显示了实施例中微孔之间的间距较大的情况；

图4为本实用新型所述的一种类器官培养芯片中微孔的结构示意图，此图显示了实施例中微孔之间的间距较小的情况；

图中：100薄片结构、101微孔、微孔开口1011、微孔底面1012、微孔侧壁1013、围栏结构102。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下述实施例1-5中的类器官培养芯片，均参考图1-4所示。

实施例1

一种类器官培养芯片，所述芯片包括薄片结构100、微孔101、微孔开口1011、微孔底面1012、微孔侧壁1013、围栏结构102；所述微孔101成阵列式的排布于所述薄片结构100上，所述微孔101的顶部为微孔开口1011，所述微孔101的底部为所述微孔底面1012，所述微孔101的侧方为所述微孔侧壁1013；所述薄片结构100的上表面的周边设有围栏结构102，所述围栏结构102高出所述薄片结构100的表面；所述微孔开口1011与所述薄片结构100的表面平齐，所述微孔底面1012伸入所述薄片结构100内部，低于所述薄片结构100的表面；所述微孔开口1011的形状与所述微孔底面1012的形状相同，所述微孔开口1011的尺寸大于所述微孔底面1012的尺寸；所述微孔101至少含有两个倾斜的微孔侧壁1013。所述芯片的薄片结构100为圆形，所述微孔开口1011为正方形。

所述薄片结构100的直径为1.5厘米，厚度为1.5毫米；所述微孔开口1011的边长为600微米，微孔底面1012的边长为200微米，深度为500微米，微孔101的间距1014为100微米。

所述围栏结构102的宽度为0.5毫米，高度为1厘米。

所述芯片采用PS注塑制备。

实施例2

所述薄片结构100的直径为2厘米，厚度为1.5毫米；所述微孔开口1011的边长为600微米，微孔底面1012的边长为200微米，深度为450微米，微孔101的间距1014为100微米。

所述围栏结构102的宽度为1毫米，高度为1.6厘米。

所述芯片采用PMMA注塑制备。

实施例3

一种类器官培养芯片，所述芯片包括薄片结构100、微孔101、微孔开口1011、微孔底面1012、微孔侧壁1013、围栏结构102；所述微孔101成阵列式的排布于所述薄片结构100上，所述微孔101的顶部为微孔开口1011，所述微孔101的底部为所述微孔底面1012，所述微孔101的侧方为所述微孔侧壁1013；所述薄片结构100的上表面的周边设有围栏结构102，所述围栏结构102高出所述薄片结构100的表面；所述微孔开口1011与所述薄片结构100的表面平齐，所述微孔底面1012伸入所述薄片结构100内部，低于所述薄片结构100的表面；所述微孔开口1011的形状与所述微孔底面1012的形状相同，所述微孔开口1011的尺寸大于所述微孔底面1012的尺寸；所述微孔101至少含有两个倾斜的微孔侧壁1013。所述芯片的薄片结构100正方形形，所述微孔开口1011为正六边形。

所述薄片结构100的边长为2厘米，厚度为1.5毫米；所述微孔开口1011的边长为450微米，微孔底面1012的边长为150微米，深度为500微米，微孔101的间距1014为100微米。

所述围栏结构102的宽度为0.5毫米，高度为0.5厘米。

所述芯片采用PDMS注塑制备。

实施例4

利用实施例2中的一种类器官培养芯片制备人诱导性多潜能干细胞球。

（1）将实施例2中的芯片进行紫外灭菌处理；

（2）将所述芯片放置在细胞培养24孔板底部；

（3）将人诱导性多潜能干细胞按照5X10⁶个/毫升的细胞浓度接种在24孔板中，静置培养24小时，人诱导性多潜能干细胞在微孔底面1012处聚集形成细胞球；

（4）培养结束后，将芯片内的类器官灭活后，将芯片整体废弃。

实施例5

利用实施例2中的一种类器官培养芯片制备人原代卵巢癌肿瘤类器官。

（1）将实施例2中的芯片进行紫外灭菌处理；

（2）将所述芯片放置在细胞培养24孔板底部；

（3）将人原代卵巢癌细胞按照1X10⁶个/毫升的细胞浓度接种在24孔板中，静置培养24小时，人原代卵巢癌细胞在微孔底面1012处聚集形成细胞球；

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，不能以此限定本实用新型的保护范围，即大凡依本实用新型权利要求书及实用新型内容所做的简单的等效变化与修改，皆仍属于本实用新型专利申请的保护范围。

Claims

1.一种类器官培养芯片，其特征在于，所述芯片包括薄片结构（100）、微孔（101）、微孔开口（1011）、微孔底面（1012）、微孔侧壁（1013）、围栏结构（102）；所述微孔（101）成阵列式的排布于所述薄片结构（100）上，所述微孔（101）的顶部为微孔开口（1011），所述微孔（101）的底部为所述微孔底面（1012），所述微孔（101）的侧方为所述微孔侧壁（1013）；所述薄片结构（100）的上表面的周边设有围栏结构（102），所述围栏结构（102）高出所述薄片结构（100）的表面；所述微孔开口（1011）与所述薄片结构（100）的表面平齐，所述微孔底面（1012）伸入所述薄片结构（100）内部，低于所述薄片结构（100）的表面；所述微孔开口（1011）的形状与所述微孔底面（1012）的形状相同，所述微孔开口（1011）的尺寸大于所述微孔底面（1012）的尺寸；所述微孔（101）至少含有两个倾斜的微孔侧壁（1013）。

2.根据权利要求1所述的一种类器官培养芯片，其特征在于，所述薄片结构（100）的厚度为0.5-2.5毫米；所述薄片结构（100）为圆形或者正方形。

3.根据权利要求1所述的一种类器官培养芯片，其特征在于，当所述薄片结构（100）为圆形时，所述薄片结构的直径为0.5-15厘米；当所述薄片结构（100）为正方形时，所述薄片结构的边长为0.5-15厘米。

4.根据权利要求2所述的一种类器官培养芯片，其特征在于，所述薄片结构（100）上的围栏结构（102）的宽度为0.2-1.5毫米，相对于薄片结构表面的高度为0.1-2.5厘米。

5.根据权利要求1所述的一种类器官培养芯片，其特征在于，所述微孔开口（1011）的形状为正多边形，所述微孔开口（1011）中心与所述微孔底面（1012）中心的连线垂直于所述微孔底面（1012）。

6.根据权利要求5所述的一种类器官培养芯片，其特征在于，所述微孔开口（1011）的直径为300-1000微米；所述微孔底面（1012）的直径为150-500微米；所述微孔之间的间距（1014）为0-100微米；微孔（101）的深度为200-1000微米。

7.根据权利要求6所述的一种类器官培养芯片，其特征在于，所述微孔侧壁（1013）与所述微孔底面（1012）所成的角度为90-150度。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种类器官培养芯片，其特征在于，所述芯片采用透明材质通过开模注塑而成；所述透明材质包括但不限于PS、PC、PMMA和PDMS。