CN109337813B - 适用于生物组织培养及实时监测的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于生物组织培养及实时监测的系统和方法，涉及组织工程的技术领域，包括：生物3D打印机、器官芯片、连接底座、驱动系统和辅助系统；器官芯片通过连接底座与驱动系统相连；生物3D打印机用于构建生物3D打印类组织；器官芯片用于放置培养基和生物3D打印类组织，培养所述生物3D打印类组织；连接底座用于放置器官芯片，并连接驱动系统，驱动系统用于驱动所述培养基在所述器官芯片内流动，辅助系统用于监测生物3D打印类组织的状态。该系统和方法为组织培养、病理学研究以及药物筛选等工作提供了一个新型的培养平台。

Description

适用于生物组织培养及实时监测的系统和方法

技术领域

本发明涉及组织工程领域，尤其是涉及一种适用于生物组织培养及实时监测的系统和方法。

背景技术

器官芯片为细胞或组织培养、病理学研究以及药物筛选等工作提供了一个新型的培养平台，其主要特色是能够更有效的模拟人体内器官的交互作用。器官芯片涉及三个关键元件，分别为活细胞组织/器官元件、流体控制元件、检测/传感元件。流体控制元件提供活细胞组织生存基底及持续的灌流培养模式，模拟体内生长微环境；活细胞组织/器官元件指将特定细胞类型在2D或3D情况下进行空间上规范排布的组件；检测/传感元件提供监测与评价功能。

虽然与2D情况相比，3D的组织结构可以更好地模拟体内情况，但3D组织制备的一致性，三维培养的可控性，及实时可监测性的较之2D细胞系均有难点，如何制备标准化3D细胞活组织、构建三维培养体系和三维监测方案仍是挑战。生物3D打印提供了一种高度一致高度可控的类器官组织培养方法，但是现有的器官芯片技术中，因为将生物3D打印类组织直接打印在器官芯片有诸多不便，所以多使用3D组织培养的类器官。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供适用于生物组织培养及实时监测的系统和方法，解决了器官芯片3D组织构建、灌流培养和监测有机结合难题。

第一方面，本发明实施例提供了一种适用于生物组织培养及实时监测的系统，包括：生物3D打印机、器官芯片、连接底座、驱动系统和辅助系统；所述器官芯片通过连接底座与所述驱动系统相连；

所述生物3D打印机用于构建生物3D打印类组织；

所述器官芯片用于放置培养基和生物3D打印类组织，培养所述生物3D打印类组织；

所述连接底座用于放置器官芯片，并与驱动系统相连；

所述驱动系统用于驱动所述培养基在所述器官芯片内流动；

所述辅助系统用于监测生物3D打印类组织的状态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述器官芯片包括透明顶盖、转运单元和器官芯片主体；所述转运单元可拆卸的嵌入在所述器官芯片主体的里面，所述透明顶盖覆盖在所述器官芯片主体上，转运单元用于盛放所述生物3D打印类组织。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述器官芯片主体还包括：硬质顶层、微流道层、透明底层和传感芯片，所述微流道层设置在所述硬质顶层和所述透明底层之间，所述传感芯片与器官芯片主体的培养基接触；

所述硬质顶层包括至少一个培养室、气体通道、顶面凹槽、底面凹槽和检测区域；所述底面凹槽用于放置所述微流道层；

所述微流道层包括至少一个培养室、微流道、驱动凹槽、储液凹槽、分割凹槽和栅栏状阀门；所述微流道将所述至少一个培养室、驱动凹槽、储液凹槽和分割凹槽连接起来；所述栅栏状阀门将所述分割凹槽隔断开；

其中，所述转运单元与所述硬质顶层中的至少一个培养室、所述微流道层中的至少一个培养室匹配。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中器官芯片主体的形状为长方体或六面体。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述辅助系统包括：观测系统、和/或者分析系统、和/或者控制系统、和/或者环境控制系统；

所述观测系统用于观测培养后的试验组织和培养基；

所述分析系统用于根据所述传感芯片进行分析，得到检测数据；

所述控制系统对驱动系统进行精准控制，实现对微流道中培养基流速和流向的控制；

所述环境控制系统为生物3D打印类组织生长提供合适的温度、湿度和二氧化碳浓度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述驱动系统包括显示控制装置、控制装置和气路分配装置；所述控制装置分别与所述显示控制装置、气路分配装置相连；

所述显示控制装置用于显示多个工作模式，以使用户能够根据观看显示的多个工作模式进行选择；

所述控制装置用于根据用户选择的工作模式，控制所述气路分配装置进行工作。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述系统还包括连接底座，所述连接底座匹配所述器官芯片使用，连接底座通过连接方式与驱动系统进行组合使用，或连接底座与气动系统组合为一个整体进行使用。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述系统还包括：更新系统，所述驱动系统通过所述更新系统与所述器官芯片相连，所述驱动系统还用于驱动所述更新系统更新所述器官芯片中的培养基。

第二方面，本发明实施例还提供一种适用于生物组织培养及实时监测的方法，包括：

利用生物3D打印机构建试验/测试的生物3D打印类组织；其中，3D打印类组织作为试验组织直接打印在器官芯片培养室内，或打印在转运单元上再放置进器官芯片培养室内；

通过接收用户选择的工作模式，按照用户所选择的工作模式培养在所述器官芯片中的所述试验组织；

培养过程中，检测所述试验组织，得到检测数据。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述通过接收用户选择的工作模式，按照用户所选择的工作模式培养在所述器官芯片中的所述试验组织，包括：

在接收用户选择的工作模式后，通过控制正压气源、负压气源，向气路分配装置输出正压、负压气流，以使气路分配装置将正压、负压通向器官芯片的气体通道使培养基运动。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，通过接收用户选择的工作模式，按照用户所选择的工作模式培养在所述器官芯片中的所述试验组织的步骤之后，所述方法还包括：

在确定器官芯片中的培养基存储在气泡时，根据气泡所在位置，调整当前工作模式。

本发明实施例带来了以下有益效果：通过在系统中增加生物3D打印机，在试验中，生物3D打印机构建用于试验/测试的生物3D打印类组织，器官芯片放置培养基和生物3D打印类组织，培养所述生物3D打印类组织，驱动系统驱动所述培养基在所述器官芯片内流动，辅助系统监测生物3D打印类组织和培养基，本发明将试验组织以生物3D打印类组织存在，解决了3D组织模型构建的可控性、一致性，以及自由构建复杂仿生组织营养/代谢通道的可行性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为本发明一个实施例提供的适用于生物组织培养及实时监测的系统的结构图；

图1b为本发明另一个实施例提供的适用于生物组织培养及实时监测的系统的结构图；

图2为本发明实施例提供的器官芯片的结构图；

图3a为本发明实施例提供的微流道层的正面的结构图；

图3b为本发明实施例提供的微流道层的反面的结构图；

图4为本发明实施例提供的器官芯片中培养基更换方式的结构图；

图5为本发明实施例提供的驱动系统的结构图；

图6为本发明实施例提供的气路分布图；

图7为本发明实施例提供的连接底座的结构图；

图8为本发明实施例提供的通气模组的结构图；

图9为本发明实施例提供的适用于生物组织培养及实时监测的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有器官芯片的器官组织贴壁生长于芯片的组织培养模块，这种设计会因为细胞的大量增殖、脱落导致细胞的死亡率增加或使微流道堵塞。

现有器官芯片多采用2D贴壁生长于芯片的组织培养模块，这种设计会因为细胞的大量增殖、脱落导致细胞的死亡率增加或使微流道堵塞，且这种设计的组织结构与体内真实情况相差甚远，3D的组织结构可以更好地模拟体内情况，但3D组织制备的一致性，三维培养的可控性，及实时可监测性的较之2D细胞组织培养模块均有难点，如何制备标准化3D细胞活组织、构建三维培养体系和三维监测方案仍是挑战。

基于此，本发明实施例提供的一种适用于生物组织培养及实时监测的系统和方法，该系统和方法为组织培养、病理学研究以及药物筛选等工作提供了一个新型的培养平台，其主要特色是提供更接近真实组织的类组织器官，更有效的模拟人体内器官的交互作用，并提供实时连续监测方法，可以通过在系统中增加生物3D打印机，在试验中，生物3D打印机构建用于试验/测试的生物3D打印类组织，器官芯片放置培养基和生物3D打印类组织，培养所述生物3D打印类组织，驱动系统驱动所述培养基在所述器官芯片内流动，辅助系统监测生物3D打印类组织和培养基，本发明将试验组织以生物3D打印类组织存在，解决了细胞脱落的问题，避免了微流道的堵塞，并提高了细胞的存活率，解决了3D组织模型构建的可控性、一致性，以及自由构建复杂仿生组织营养/代谢通道的可行性。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种适用于生物组织培养及实时监测的系统和方法进行详细介绍。

结合图1a所示，本发明提供了一种适用于生物组织培养及实时监测的系统，包括：生物3D打印机1000、器官芯片2000、驱动系统3000、辅助系统4000和连接底座5000；器官芯片2000通过连接底座5000与驱动系统3000相连，生物3D打印机1000、器官芯片2000、驱动系统3000、辅助系统4000和连接底座5000均可以设置在同一实验台上。

其中，生物3D打印机1000用于构建用于试验/测试的生物3D打印类组织。器官芯片2000用于放置培养基和生物3D打印类组织，培养生物3D打印类组织。驱动系统3000用于驱动所述培养基在所述器官芯片内流动。辅助系统4000用于监测生物3D打印类组织和/或者培养基。

具体来说，当使用生物3D打印机1000打印出生物3D打印类组织后，放入器官芯片2000中，那么在器官芯片2000中，具有生物3D打印类组织和培养基，驱动系统驱动培养基在器官芯片2000中流动，培养生物3D打印类组织。辅助系统可以检测生物3D打印类组织和/或者培养基，得到检测数据。

例如，辅助系统4000可以检测试验组织中的细胞增殖情况、或者试验组织中的细胞生长状态、或者生物3D打印类组织中的生物切片结果等等。

其中，生物3D打印类组织的类型，可以包含但不限于：肝脏、肾脏、皮肤、小肠、肺、肿瘤和心脏。

器官芯片2000还包括透明顶盖、转运单元和器官芯片主体；转运单元可拆卸的嵌入在所述器官芯片主体的里面，透明顶盖覆盖在器官芯片主体上，转运单元用于盛放所述生物3D打印类组织。

结合图2所示，转运单元2100嵌入在器官芯片主体的里面，器官芯片主体包括：硬质顶层2200、微流道层2300、透明底层2400、传感芯片(由于传感芯片与器官芯片主体的培养基接触，设置在器官芯片主体内部，所以这里并未标出)，微流道层2300设置在硬质顶层2200和透明底层2400之间，传感芯片与器官芯片主体的培养基接触，传感芯片可以设置在微流道层2300和透明底层2400之间。

其中，硬质顶层2200是由透明、对细胞无毒的材料制成，材料可以包括但不限于聚苯乙烯塑料(PS)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃类共聚物塑料(COC塑料)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)。

硬质顶层2200包括至少一个培养室、顶面凹槽、底面凹槽、检测区域2210；底面凹槽用于放置微流道层。

硬质顶层中含有的至少一个培养室可放置细胞、组织或生物3D打印类组织等等用于试验的试验品，也可以放置含有细胞、组织或生物3D打印类组织的转运单元；并且培养室含有定位点和定位檐，可以和转运单元的定位口吻合。

顶面凹槽可以区分不同微流道层，并配合所述培养室编号进行使用。检测区域2210，可放置96孔板酶标条，对取出的培养基进行分析检测，或直接在检测区域进行检测。其中，透明顶盖卡槽用于放置透明顶盖；

结合图3a、图3b所述，微流道层2300包括至少一个培养室2310、微流道2320、单向阀、驱动凹槽2330、储液凹槽2340、分割凹槽2350、栅栏状阀门2360；微流道2320将所述至少一个培养室2310、单向阀、驱动凹槽2330、储液凹槽2340、分割凹槽2350连接起来；栅栏状阀门2360将分割凹槽隔2350断开。

微流道层2300由聚二甲基硅氧烷(PDMS)或包含聚二甲基硅氧烷的软质且对细胞生长无害的材料构成，并且其两侧通过氧等离子体处理，不可逆键合方式与硬质顶层2200和透明底层2400相键合。

微流道2320连接微流道层中的培养室2310，流道宽度梯度、分割凹槽2350和储液凹槽2340，并在分割凹槽2350中被栅栏状阀门2360隔断，或微流道2320中可以通过添加单向阀以实现流向的控制和遏制回流；微流道的直径≤1mm，为微流道层的培养室提供循环流动的液体培养基，为细胞、组织或生物3D打印类组织的生长提供营养，并排出代谢废物或将含代谢废物的培养基排入下一个培养室；

可选的，微流道2320中具有一段宽度渐变的微流道，可以称为所述流道宽度梯度，流道宽度梯度在靠近培养室一端的宽度大于靠近微流道一端的宽度，或所述微流道和培养室通过垂直流道连接时，则所述流道宽度梯度为一段直径渐变的微流道。

进一步的，驱动系统3000的工作原理为：由于驱动系统3000使用气压的不同来控制培养基在器官芯片2000中流动的，同时，培养基主要在硬质顶层2200、微流道层2300中，那么先介绍硬质顶层2200的气路。本发明中硬质顶层2200包括气体通道，气体通道包括气管接口与气体输出口，气管接口与气体输出口可以通过导管联通共同组成为一个气体通道，气体输出口可以与微流道层2300的驱动凹槽2330相连接；气管接口可以通过管道与驱动系统3000相连接，硬质顶层上的气体输出口与微流道层中的驱动凹槽的位置、形状相对应。在微流道层3200中，可以使用软质薄膜将驱动凹槽与分割凹槽2350或储液凹槽2340分隔开；驱动凹槽2330与硬质顶层上的气体输出口位置、形状相对应，并可通过改变气体通道中的气压使软质薄膜发生形变，导致分割凹槽2350和储液凹槽2340的体积发生变化，实现栅栏状阀门2360的开闭和储液凹槽2340中液体体积的控制，从而实现培养基在所述器官芯片内流动。

在器官芯片主体中的培养基内部循环的情况下，微流道层还可以具有以下结构，再结合图3a所示，微流道3220可为闭环流道，微流道内的培养基通过驱动系统3000进行自循环，并通过人工定期更换培养基来实现培养基的更新。人工定期更换的方式可以为，先取出原培养基，再使用可以盛放液体的工具将新培养基放到器官芯片主体中。

或所述微流道可制作成在一个或多个高度维度内，即培养基既可以在流道的同一个平面中流动，也可以通过一个垂直的通道进入另一个高度维度的流道中继续循环。

当使用驱动系统进行器官芯片主体中的培养基的更新时，结合图4所示，驱动系统可以通过更新系统与器官芯片2000相连，更新系统包括有储液池6100、废液池6200，驱动系统还用于驱动所述更新系统更新所述器官芯片中的培养基，具体的，驱动系统3000通过管道与储液池6100相连，储液池6100通过管道与器官芯片2000相连，废液池6200通过管道与器官芯片2000相连，硬质顶层2200表面可以根据需要增加进液口2220和出液口2230。具体来说，新的培养基在驱动系统驱使下，通过管道进入进液口2220，在器官芯片2000内完成循环后从出液口2230通过管道离开器官芯片2000。

其中，所述转运单元与所述硬质顶层中的至少一个培养室、所述微流道层中的至少一个培养室匹配。

其中，硬质顶层2200，微流道层2300，透明底层2400通过氧等离子处理，以不可逆键合方式键合而成，并且在键合过程中硬质顶层2200的培养室，要与微流道层2300的培养室2310对应匹配，并且微流道层2300和透明底层2400在键合过程中将传感芯片固定在微流道层2300和透明底层2400之间，并能与微流道层2300的微流道2320中的培养基相接触，器官芯片主体作为一个整体进行使用。

透明底层2400可由透明硬质的玻璃或其他透明硬质的材料组成，与微流道层2300通过不可逆方式键合，为微流道层2300提供基底，并包含传感芯片。

传感芯片为表面功能化有生物标记物的生物芯片，被置于微流道、硬质顶层或微流道层中培养室的顶端或底端并与培养基接触；根据所选传感原理及传感芯片所需的传感条件，器官芯片主体上设有为传感条件进出器官芯片的通道，并使辅助系统与传感芯片相连通；所述传感条件包括但不限于光、电流、电压、磁场，并且器官芯片的各方面特征被实时地检测和记录。

另外，生物3D打印机除了可以直接打印在硬质顶层上的培养室内；或者将所述生物3D打印类组织打印在转运单元中，然后置于器官芯片主体上的培养室内。

结合图5所示，驱动系统3000包括显示控制装置3100、控制装置3200、气路分配装置3300；

其中，显示控制装置3100可以包括触摸屏3130、指示灯3110、开关3120，与控制装置进行信息连接，显示控制装置用于显示多个工作模式，用户可以通过观看触摸屏3130上的工作模式，进行选择用户想要的工作模式。指示灯3110可以用于表示触摸屏可以进行使用得情况，开关3120可以用于启动显示控制装置。

所述控制装置用于根据用户选择的工作模式，控制气路分配装置进行工作。具体来说，再结合图5所示，控制装置3200通过控制正压气源、负压气源，向气路分配装置3300输出正压、负压气流，使得气路分配装置3300，将正压、负压通向器官芯片主体的气体通道。气路分配装置3300通过快插头和气管与器官芯片主体相连接，至少与一个器官芯片主体相连接；所述气路分配装置对输出至器官芯片主体的气流的正压、负压进行控制，经过四个步骤组成的循环动作使培养基按照顺时针或逆时针流动，当培养基顺时针流动时，所述循环为顺时针循环，当培养基逆时针流动时，所述循环为逆时针循环。其中，四个步骤组成的循环，是通过控制三个驱动凹槽正压或负压输出完成；

三个驱动凹槽对应的软质薄膜下方有第一分割凹槽、储液凹槽和第二分割凹槽；结合图6所示，工作时，三个驱动凹槽对应的气压分别为：步骤1，输出正压、负压、负压；步骤2输出负压、正压、负压；步骤3输出负压、正压、正压；步骤4输出负压、负压、正压；完成培养基从第一分割凹槽至第二分割凹槽方向的驱动。

其中，工作模式选择包括加液模式、交替模式、循环模式、手动模式和步进模式；

加液模式是指所有气体通道均提供负压，使微流道层的所有软质薄膜被提起，使所有栅栏状阀门开启，储液凹槽体积增加，为器官芯片加入培养基。

交替模式是指可以通过参数设置设定气路分配装置，实现顺时针或逆时针循环的交替。在实际控制时，所述控制装置输出正压和/或者负压给气路分配装置，气路分配装置进行气路输出，使得培养基按照顺时针流动一段时间，再按照逆时针流动一段时间，并循环交替。

循环模式是通过参数设置设定气路分配装置持续的进行顺时针或逆时针循环。在实际控制时，所述控制装置输出正压和/或者负压给气路分配装置，气路分配装置进行气路输出，使得培养基按照顺时针流动，或者逆时针流动。

手动模式是指通过显示控制装置手动控制所有气路通道的正压输出和负压输出。

步进模式是指通过显示控制装置将气路通道所处状态调整为所设定的逆时针或顺时针循环的上一个步骤或下一个步骤。例如，当前为顺时针的方向流动时，在步进模式下，可以通过操作使气路通道所处状态进入下一个顺时针循环的步骤，通过四次操作完成一次顺时针循环；或者可以在顺时针方向流动时，通过操作使气路通道所处状态进入上一个顺时针循环的步骤，通过四次操作完成一次逆时针循环。

其中，辅助系统4000包括：观测系统和/或者分析系统。观测系统用于观测试验组织和培养基；分析系统用于根据传感芯片进行分析，得到检测数据。

另外，辅助系统还包括控制系统、环境控制系统。

其中，控制系统对驱动系统3000进行精准控制，实现对微流道中培养基流速和流向的控制；通过控制培养基流动的交换时间实现器官芯片主体培养室内生物3D打印类组织与培养液中物质的反应。

其中，观测系统利用器官芯片的高透明度完成对培养室内培养的生物3D打印类组织和微流道中的培养基直接观察的功能。

其中，观测系统可以选择但不仅限于以下方法：光学显微镜、荧光显微镜、相差显微镜、光学相干断层成像系统(OCT)；

环境控制系统为组织生长提供合适的温度、湿度和二氧化碳浓度。其中，本发明提供的器官芯片的周围设置一个培养箱，环境控制系统主要为培养箱中提供合适组织培养的温度、湿度和二氧化碳浓度等等环境因素。

另外，可以通过在微流道中连入一个能够实时监测pH、温度、流速等指标的传感芯片将pH、温度、流速等信息发送给环境控制系统，环境控制系统可以根据采集到的将pH、温度、流速等信息进行监控，当发现超值情况，可以通过报警器提醒用户。

分析系统可以对传感芯片上得出的信号进行分析，并通过分析结果提供一种间接对器官芯片上培养的生物3D打印类组织进行实时在线监控；

其中，当传感芯片所输出的信号为光信号时，该分析系统需具备对光的波长、功率、能量、入射角度、脉宽、重频、偏振度等参数中的一种或多种的检测能力；

当传感芯片所输出的信号为电信号时，该分析系统需具备对电路的电压、电流、电荷量等参数的一种或多种的检测能力。

再结合图1所示，连接底座5000匹配器官芯片2000使用。所述连接底座可通过连接方式与所述驱动系统进行组合使用，或连接底座与驱动系统组合为一个整体进行使用。再结合图1所示，驱动系统3000与连接底座通过管道3500相连。

结合图7所示，连接底座5000，包括底座盖子5010、固定卡口5020、卡槽5030、通气模组5040、通气滑块5041、导气接头5042、弹簧柱、快速接头5044、导气管5045、滑组5050、观察窗口、转轴5070；

其中，结合图8所示，通气模组5040的导气管连接在快速接头5044上，所述导气接头5042和快速接头5044连接在通气滑块5041的两侧，通过通气滑块内部的导气管相互连通；所述通气模组5040通过滑组5050与卡槽5030相连，滑组5050、通气模组5040可以相对卡槽滑动。

底座盖子5010与卡槽5030通过转轴5070相连，底座盖子5010在盖上过程中可以推动通气模组5040向前滑动；打开底座盖子，开至90度以上，将器官芯片的气管接口面向导气接头5042的方向放入连接底座的卡槽5030中，用手将底座盖子5010向下压，底座盖子5010在盖上的过程中推动通气模组5040向前滑动，导气接头5042插入器官芯片主体的气管接口中，通过导气接头5042上的O型密封圈密封。盖上底座盖子5010后，将固定卡口5020拨正，固定住底座盖子5010，防止松动。

除了图1a的形式外，本发明还提供了一种结合图1b所述形状的器官芯片，可制作为六面体，器官芯片2000上包括有透明顶盖2500，器官芯片2000可通过连接底座5000与驱动系统3000组合为一个整体，驱动系统3000与显示控制装置3100连接，通过显示控制装置3100进行控制操作。

结合图9所示，本发明还提供了一种适用于生物组织培养及实时监测的方法，包括：

S110：利用生物3D打印机构建试验/测试的生物3D打印类组织；其中，直接打印在器官芯片培养室内，或打印在转运单元上再放置进器官芯片培养室内；

S120：通过接收用户选择的工作模式，按照用户所选择的工作模式培养试验组织。

具体来说，在接收用户选择的工作模式后，通过控制正压气源、负压气源，向气路分配装置输出正压、负压气流，以使气路分配装置将正压、负压通向器官芯片的气体通道使培养基运动。

具体来说，在接收用户选择的加液模式后，控制储液池或培养室中的培养基进入微流道中；

在接收用户选择的交替模式后，以顺时针或逆时针交替进行的方式，控制器官芯片主体中的培养基流动；

在接收用户选择的循环模式后，以顺时针方式或逆时针方式，控制器官芯片主体中的培养基进行流动；

在接收用户选择的步进模式后，将当前培养基流动的循环方向调整为前一次流动方向或者后一次流动方向。

S130：培养过程中，检测所述试验组织，得到检测数据。

以下介绍几个利用本发明提供的适用于生物组织培养及实时监测的系统和方法的实际应用的示例。

示例1

步骤1.取一个转运单元2100，用生物3D打印机1000在其内打印带肝细胞的生物3D打印类组织，并放入培养基(DMEM培养基+10％胎牛血清+1％青链霉素)中培养20天，期间每两天更换一次培养基；

步骤2.另取一个转运单元2100，用生物3D打印机1000在其内打印带有肿瘤细胞的生物3D打印类组织，并放入培养基(DMEM培养基+10％胎牛血清+1％青链霉素)中培养20天，期间每两天更换一次培养基；

步骤3.将含有肝细胞生物3D打印类组织和含有肿瘤细胞生物3D打印类组织放入转运单元2100中，并将转运单元2100安装到器官芯片2000上的两个不同的培养室；

步骤4.将器官芯片2000放入连接底座5000中，合上底座盖子5010以将导气接头5042插入气管接口；

步骤5.将驱动系统3000中的快接头3400用管道3500相连接，使驱动系统3000与连接底座5000相连接；

步骤6.打开开关3120，等待指示灯3110亮起，使用触摸屏3130进入驱动系统3000进行工作模式选择中，选择加液模式，随后用针筒或移液枪向转运单元2100内添加培养基，让培养基流入培养室，待培养基充满整个微流道2320后结束加液模式并返回工作模式选择界面；

步骤7.打开底座盖子5010，将透明顶盖放置在器官芯片2000上后，再次合上底座盖子5010以将导气接头5042插入气管接口上；

步骤8.在驱动系统3000中选择循环模式，并设置循环方向为顺时针，循环频率为0.5Hz，正压输出值为150kPa，负压输出65kPa，随后开启循环模式；

步骤9.环境控制系统在此具体实施方案中提供恒温环境、且控制二氧化碳浓度，将含有器官芯片2000的连接底座5000放入培养箱中，通过管道与培养箱外的驱动系统3000保持连接，培养箱的环境设置为37℃，二氧化碳浓度5％；

步骤10.通过分析系统对传感芯片传出的生物信息进行分析以监控微流道2320内培养基成分并推断细胞生长状况；

步骤11.6小时后，打开培养箱门取出含有器官芯片2000的连接底座5000后置于倒置光学显微镜下，利用观察窗口对培养室内生物3D打印类组织上细胞形态进行观察，打开底座盖子5010，移除透明顶盖并用移液枪在培养室中培养基取样，并对样品进行细胞增殖检测；

步骤12.将所测试药物加入含肝细胞生物3D打印类组织的培养室；

步骤13.将透明顶盖放置在器官芯片2000上，随后合上底座盖子5010将导气接头5042插入气管接口并将含有器官芯片2000的连接底座5000放入培养箱；

步骤14.重复步骤10-13三次；

步骤15.6小时后，重复步骤10-11，随后用移液枪将所有培养室内培养基移出，并加入新的培养基；

步骤16.重复步骤14-15一次后，重复步骤14一次；

步骤17.6小时后，在驱动系统3000中停止循环模式，将含有器官芯片2000的连接底座5000从培养箱中取出，打开底座盖子5010，移除透明顶盖，取出培养室内所有培养基作为样品，将含细胞的生物3D打印类组织取出进行进一步测试；

步骤18.将实验过程中所获得的传感记录、细胞增殖结果、细胞生长状态观察记录以及生物3D打印类组织的生物切片结果汇总并分析获得生物3D打印类组织上肝细胞和肿瘤细胞在实验过程中的生长状态，若药物的添加抑制肿瘤细胞的生长并没有影响肝细胞的生长，则该药物通过此次肝毒性筛选。

示例2

步骤1.将2个转运单元2100分别放入器官芯片2000上2个培养室；

步骤2.通过调整生物3D打印机1000的打印喷头使打印针头进入培养室内；

步骤3.分别将带肝细胞的生物3D打印类组织和带肿瘤细胞的生物3D打印类组织打印在2个培养室中的转运单元2100上；

步骤4.向培养室中添加培养基(DMEM培养基+10％胎牛血清+1％青链霉素)，执行示例1中步骤4-7的操作；

步骤5.培养细胞20天，期间每两天按实施例1中步骤6进行培养基替换；

步骤6.执行示例1中步骤8-17；

步骤7.将实验过程中所获得的传感记录、细胞增殖结果、细胞生长状态观察记录以及生物3D打印类组织的生物切片结果汇总并分析获得生物3D打印类组织上肝细胞和肿瘤细胞在实验过程中的生长状态，若药物的添加抑制肿瘤细胞的生长并没有影响肝细胞的生长，则该药物通过此次肝毒性筛选。

示例3

步骤1.执行示例1中步骤1-10；

步骤2.当标记物浓度不足或传感芯片反应速度不足导致培养基流经时，获得的传感信号过低，在驱动系统3000中停止循环模式，并切换至交替模式，设置3个顺时针循环后停顿5秒进行2个逆时针循环，循环频率0.5Hz，正压输出值为150kPa，负压输出值为65kPa，随后开启交替模式；

步骤3.执行示例1中步骤9-17，其中，步骤17中“在驱动系统3000中停止循环模式”更改为“在驱动系统3000中停止交替模式”；

步骤4.将实验过程中所获得的传感记录、细胞增殖结果、细胞生长状态观察记录以及生物3D打印类组织的生物切片结果汇总并分析获得生物3D打印类组织上肝细胞和肿瘤细胞在实验过程中的生长状态，若药物的添加抑制肿瘤细胞的生长并没有影响肝细胞的生长，则该药物通过此次肝毒性筛选。

示例4

步骤1.执行示例1中步骤1-8；

步骤2.当发现微流道2320中有气泡时，在驱动系统3000中停止循环模式并选择步进模式，将循环方向调整为微流道层2300中气泡可以不经过栅栏状阀门2360进入培养室的方向，手动控制步进模式缓慢将气泡通入培养室中通过培养基液面顶部排出；

步骤3.在驱动系统3000中退出步进模式，选择循环模式并设置循环频率为0.5Hz，正压输出值为150kPa，负压输出65kPa，随后开启循环模式；

步骤4.执行示例1中步骤9-17；

步骤5.将实验过程中所获得的传感记录、细胞增殖结果、细胞生长状态观察记录以及生物3D打印类组织的生物切片结果汇总并分析获得生物3D打印类组织上肝细胞和肿瘤细胞在实验过程中的生长状态，若药物的添加抑制肿瘤细胞的生长并没有影响肝细胞的生长，则该药物通过此次肝毒性筛选。

示例5

步骤1.执行示例1中步骤1-8

步骤2.当发现分割凹槽3250或储液凹槽3240中有气泡时，在驱动系统3000中停止循环模式并选择手动模式；

步骤3.手动控制驱动模式输出的正压和负压以控制分割凹槽2350和储液凹槽2340的体积，将气泡从分割凹槽2350或储液凹槽2340中挤入微流道2320；

步骤4.在驱动系统3000中停止循环模式并选择步进模式，将循环方向调整为微流道层2300中气泡可以不经过栅栏状阀门2360进入培养室的方向，手动控制步进模式缓慢将气泡通入培养室中并从培养基液面顶部排出；

步骤5.在驱动系统3000中退出步进模式，选择循环模式并设置循环频率为0.5Hz，正压输出值为150kPa，负压输出65kPa，随后开启循环模式；

步骤6.执行示例1中步骤9-17；

步骤7.将实验过程中所获得的传感记录、细胞增殖结果、细胞生长状态观察记录以及生物3D打印类组织的生物切片结果汇总并分析获得生物3D打印类组织上肝细胞和肿瘤细胞在实验过程中的生长状态，若药物的添加抑制肿瘤细胞的生长并没有影响肝细胞的生长，则该药物通过此次肝毒性筛选。

示例6

步骤1.执行示例1中步骤1-14；

步骤2.6小时后，打开培养箱门取出含有器官芯片2000的连接底座5000后置于倒置光学显微镜下，利用观察窗口对培养室内生物3D打印类组织上细胞形态进行观察，打开底座盖子5010，移除透明顶盖并用移液枪在培养室中培养基取样，将样品加入检测区域，或在检测区域中卡入酶标条后，将样品加入酶标条，并添加标记物；

步骤2.将器官芯片2000放入酶标仪中，进行分析测试；

步骤3.将器官芯片2000从酶标仪中取出，并执行示例1中步骤15-17；

步骤4.将实验过程中所获得的传感记录、细胞增殖结果、细胞生长状态观察记录以及生物3D打印类组织的生物切片结果汇总并分析获得生物3D打印类组织上肝细胞和肿瘤细胞在实验过程中的生长状态，若药物的添加抑制肿瘤细胞的生长并没有影响肝细胞的生长，则该药物通过此次肝毒性筛选。

示例7

步骤1.执行示例1中步骤1-3

步骤2.打开驱动系统3000，将储液池6100中的培养基泵入管道，将管道与进液口2220和出液口2230连接，使培养基通过进液口2220进入微流道2320，培养基充满所有培养室后，通过出液口2230离开微流道2320后，通过管道流入废液池6200；

步骤3.调节驱动系统3000使流速固定在20微升/秒；

步骤4.将含有两个转运单元2100并盖有透明顶盖的器官芯片2000放入培养箱，并且使含有肿瘤细胞的转运单元2100所处的培养室比含有肝细胞的转运单元2100所处的培养室在培养基的流道中处于更上游位置，设定温度37℃，二氧化碳浓度5％；

步骤5.通过分析系统对传感芯片传出的生物信息进行分析以监控微流道2320内培养基成分并推断细胞生长状况；

步骤6.6小时后将器官芯片2000从培养箱中取出，将废液池6200与管道连接断开，从管道中取出液口2230中流出的培养基进行进一步分析；

步骤7.在储液池6100中加入含所测试药物的培养基；

步骤8.重复步骤5-6；

步骤9.实验开始72小时后，在停止驱动系统3000，将器官芯片2000从培养箱中取出；

步骤10.将实验过程中所获得的传感记录、细胞增殖结果、细胞生长状态观察记录以及生物3D打印类组织的生物切片结果汇总并分析获得生物3D打印类组织上肝细胞和肿瘤细胞在实验过程中的生长状态，药物的添加没有对肝脏和肿瘤细胞的生长产生影响，得出结论该药物对肿瘤无效或无法直接有效。

示例8

步骤1.执行示例1中步骤1-3

步骤2.打开驱动系统3000，将储液池6100中的培养基泵入管道，将管道与进液口2220和出液口2230连接，使培养基通过进液口2220进入微流道2320，培养基充满所有培养室后，通过出液口2230离开微流道2320，通过管道流入废液池6200；

步骤3.调节驱动系统3000使流速固定在20微升/秒；

步骤4.将含有两个转运单元2100并盖有透明顶盖的器官芯片主体放入培养箱，并且使含有肿瘤细胞的转运单元2100所处的培养室比含有肝细胞的转运单元2100所处的培养室在培养基的流道中处于更下游位置，设定温度37℃，二氧化碳浓度5％；

步骤5.通过分析系统对传感芯片传出的生物信息进行分析以监控微流道2320内培养基成分并推断细胞生长状况；

步骤6.6小时后将器官芯片2000从培养箱中取出，将废液池6200与管道连接断开，从管道中取出液口2230中流出的培养基进行进一步分析；

步骤7.在储液池6100中加入含所测试药物的培养基；

步骤8.重复步骤5-6；

步骤9.实验开始72小时后，在停止驱动系统3000，将器官芯片2000从培养箱中取出；

步骤10.将实验过程中所获得的传感记录、细胞增殖结果、细胞生长状态观察记录以及生物3D打印类组织的生物切片结果汇总并分析获得生物3D打印类组织上肝细胞和肿瘤细胞在实验过程中的生长状态。药物的添加抑制肿瘤细胞的生长且没有影响肝细胞的生长，结合实施例7所得的实验结果，证明该药物需要通过肝脏代谢后方可对肿瘤产生药效，且没有肝毒性。

示例9

步骤1.取一个转运单元2100，用生物3D打印机1000在其内打印带肝细胞的生物3D打印类组织，并放入培养基(DMEM培养基+10％胎牛血清+1％青链霉素)中培养20天，期间每两天更换一次培养基；

步骤2.取另一个转运单元2100，用生物3D打印机1000在其内打印带肾细胞的生物3D打印类组织，并放入培养基(DMEM培养基+10％胎牛血清+1％青链霉素)中培养20天，期间每两天更换一次培养基；

步骤3.将含有肝细胞生物3D打印类组织和含有肾细胞生物3D打印类组织的转运单元2100，分别放入器官芯片主体上2个培养室；

步骤4.执行示例1中步骤4-9；

步骤5.通过分析系统对传感芯片传出的生物信息，以及葡萄糖浓度进行分析以监控微流道2320内培养基成分并推断细胞生长状况；

步骤6.6小时后，打开培养箱门取出含有器官芯片2000的连接底座5000后置于倒置光学显微镜下，利用观察孔对培养室内生物3D打印类组织上细胞形态进行观察，打开底座盖子5010，移除透明顶盖并用移液枪在培养室中培养基取样，并对样品进行细胞增殖检测；

步骤7.用移液枪将所有培养室内培养基移出后，加入含15mmol/L葡萄糖的培养基；

步骤8.将透明顶盖放置在器官芯片2000上，随后合上底座盖子5010将导气接头5042插入气管接口并将含有器官芯片2000的连接底座5000放入培养箱；

步骤9.重复步骤5-8，直到通过观察或传感数据发现肝细胞或肾细胞发生病变；

步骤10.在驱动系统3000中停止循环模式，将含有器官芯片2000的连接底座5000从培养箱中取出，打开底座盖子5010，移除透明顶盖，取出培养室内所有培养基作为样品，将含细胞的生物3D打印类组织取出进行进一步测试；

步骤11.将实验过程中所获得的传感记录、细胞增殖结果、细胞生长状态观察记录以及生物3D打印类组织的生物切片结果汇总并分析获得生物3D打印类组织上肝细胞和肾细胞在实验过程中的生长状态，并总结糖尿病对肝脏、肾脏病变的诱发原因。

实施例10

步骤1.取一个转运单元2100，用生物3D打印机1000在其内打印带肝细胞的生物3D打印类组织，并放入培养基(DMEM培养基+10％胎牛血清+1％青链霉素)中培养20天，期间每两天更换一次培养基；

步骤2.另取一个转运单元2100，用生物3D打印机在其内打印带有肿瘤细胞的生物3D打印类组织，并放入培养基(DMEM培养基+10％胎牛血清+1％青链霉素)中培养20天，期间每两天更换一次培养基；

步骤3.将含有肝细胞生物3D打印类组织和含有肿瘤细胞生物3D打印类组织的转运单元2100，分别放入器官芯片上的两个不同的培养室，并用透明顶盖对器官芯片进行密封；

步骤4.将器官芯片放在连接底座5000上，并且连接底座5000与驱动系统3000集成在同一个机器中；

步骤5.将驱动系统3000与触摸屏3130相连接，并通过触摸屏3130设置驱动系统3000，选择循环模式，设定流速为30uL/min，设置完毕后断开驱动系统3000与触摸屏3130的连接；

步骤9.环境控制系统在此具体实施方案中为能提供恒温环境、控制二氧化碳浓度且箱门带有线孔的培养箱，将连有器官芯片和连接底座5000的驱动系统3000放入培养箱中，培养箱的环境设置为37℃，二氧化碳浓度5％；

步骤10.通过分析系统对传感芯片传出的生物信息进行分析以监控微流道2320内培养基成分并推断细胞生长状况；

步骤11.6小时后，打开培养箱门将器官芯片2000取出后置于倒置光学显微镜下，对培养室内生物3D打印类组织上细胞形态进行观察，移除透明顶盖并用移液枪在培养室中培养基取样，并对样品进行细胞增殖检测；

步骤12.将所测试药物加入含肝细胞生物3D打印类组织的培养室3110，

步骤13.将透明顶盖放置在器官芯片上，随后打开培养箱，将器官芯片连接在连接底座5000上，关闭培养箱；

步骤14.重复步骤10-13三次；

步骤15.6小时后，重复步骤10-11，随后用移液枪将所有培养室内培养基移出，并加入新的培养基；

步骤16.重复步骤14-15一次后，重复步骤14一次；

步骤17.6小时后，将连有器官芯片和连接底座5000的驱动系统3000从培养箱中取出，移除透明顶盖，取出培养室内所有培养基作为样品，将含细胞的生物3D打印类组织取出进行进一步测试，将触摸屏3130与驱动系统3000相连接，停止循环模式；

步骤18.将实验过程中所获得的传感记录、细胞增殖结果、细胞生长状态观察记录以及生物3D打印类组织的生物切片结果汇总并分析获得生物3D打印类组织上肝细胞和肿瘤细胞在实验过程中的生长状态，若药物的添加抑制肿瘤细胞的生长并没有影响肝细胞的生长，则该药物通过此次肝毒性筛选。

本发明将器官芯片技术与生物3D打印技术相结合，以改进现有器官芯片细胞贴壁生长的培养模式。具体是将器官芯片所需培养器官的细胞混于生物3D打印墨水中，打印出带细胞的生物3D打印类组织进行培养。这种方法增加了组织生存时间，避免细胞脱落堵塞器官芯片流道，并且提供了一种更近似体内生长环境的培养方法，使器官芯片构建的模型更加模拟人体。

同时，能够通过对器官芯片的直接观测和在线监测可以有效评估生物3D打印类组织的生长状态和生长环境，从而提供更多对生物3D打印类组织的生长过程分析的资料或在生物3D打印类组织生长出现问题时及时执行应急备案以减少损失。此外，器官芯片可以直接应用于酶标仪等检测仪器，便于操作。

第三点，本发明还能够实时在线的检测生物3D打印类组织的生长状态和代谢物含量，同时实现了器官芯片组织培养、药物筛选、病理研究操作的自动化，减少人为因素影响。

第四点，本发明所提出的转运单元为3D打印机和器官芯片之间提供了转运的手段，避免了直接在器官芯片内打印的技术困难。所提出的连接底座可进行气管的快速插拔，减少了气动式器官芯片插拔气管的繁琐操作。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种适用于生物组织培养及实时监测的系统，其特征在于，包括：生物3D打印机、器官芯片、连接底座、驱动系统和辅助系统；所述器官芯片通过所述连接底座与所述驱动系统相连；

所述生物3D打印机用于构建生物3D打印类组织；

所述器官芯片用于放置培养基和生物3D打印类组织，培养所述生物3D打印类组织；

所述连接底座用于放置器官芯片，并与驱动系统相连；

所述驱动系统用于驱动所述培养基在所述器官芯片内流动；

所述辅助系统用于监测生物3D打印类组织的状态；

其中，所述器官芯片包括透明顶盖、转运单元和器官芯片主体；所述转运单元可拆卸的嵌入在所述器官芯片主体的里面，所述透明顶盖覆盖在所述器官芯片主体上，转运单元用于盛放所述生物3D打印类组织；

所述器官芯片主体还包括：硬质顶层、微流道层、透明底层和传感芯片，所述微流道层设置在所述硬质顶层和所述透明底层之间，所述传感芯片与器官芯片主体的培养基接触；

所述硬质顶层包括至少一个培养室、气体通道、顶面凹槽、底面凹槽和检测区域；所述底面凹槽用于放置所述微流道层；

所述微流道层包括至少一个培养室、微流道、驱动凹槽、储液凹槽、分割凹槽和栅栏状阀门；所述微流道将所述至少一个培养室、驱动凹槽、储液凹槽和分割凹槽连接起来；所述栅栏状阀门将所述分割凹槽隔断开；

其中，所述转运单元与所述硬质顶层中的至少一个培养室、所述微流道层中的至少一个培养室匹配；

所述辅助系统包括：观测系统、和/或者分析系统、和/或者控制系统、和/或者环境控制系统；

所述观测系统用于观测培养后的试验组织和培养基；

所述分析系统用于根据所述传感芯片进行分析，得到检测数据；

所述控制系统对驱动系统进行精准控制，实现对微流道中培养基流速和流向的控制；

所述环境控制系统为生物3D打印类组织生长提供合适的温度、湿度和二氧化碳浓度；

所述驱动系统包括显示控制装置、控制装置和气路分配装置；所述控制装置分别与所述显示控制装置、气路分配装置相连；

所述显示控制装置用于显示多个工作模式，以使用户能够根据观看显示的多个工作模式进行选择；

所述控制装置用于根据用户选择的工作模式，控制所述气路分配装置进行工作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述器官芯片主体的形状为长方体或六面体。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述连接底座匹配所述器官芯片使用，所述连接底座通过连接方式与所述驱动系统进行组合使用，或连接底座与驱动系统组合为一个整体进行使用。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：更新系统，所述驱动系统通过所述更新系统与所述器官芯片相连，所述驱动系统还用于驱动所述更新系统更新所述器官芯片中的培养基。

5.一种适用于生物组织培养及实时监测的方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至4任一项所述的系统，其中，所述方法包括：

利用生物3D打印机构建试验/测试的生物3D打印类组织；其中，所述3D打印类组织作为试验组织直接打印在器官芯片培养室内，或打印在转运单元上再放置进器官芯片培养室内；

通过接收用户选择的工作模式，按照用户所选择的工作模式培养在所述器官芯片中的所述试验组织；

培养过程中，检测所述试验组织，得到检测数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过接收用户选择的工作模式，按照用户所选择的工作模式培养在所述器官芯片中的所述试验组织，包括：

在接收用户选择的工作模式后，通过控制正压气源、负压气源，向气路分配装置输出正压、负压气流，以使气路分配装置将正压、负压通向器官芯片的气体通道使培养基运动。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过接收用户选择的工作模式，按照用户所选择的工作模式培养在所述器官芯片中的所述试验组织的步骤之后，所述方法还包括：

在确定器官芯片中的培养基存储在气泡时，根据气泡所在位置，调整当前工作模式。

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