CN112358966B - 一种滑动式微流控器官芯片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种滑动式微流控器官芯片及其制备方法，包括：滑动组件和微流控芯片基座，滑动组件设有滑动杆、注胶口、封口塞及内嵌组织腔室，注胶口位于内嵌组织腔室的正上方并与内嵌组织腔室连通，向注胶口顶端注入细胞外基质，该细胞外基质填充至内嵌组织腔室内；微流控芯片基座设有滑动槽、第一和第二交换通道、第一和第二储液池，将滑动杆推入滑动槽最底部，此时，内嵌组织腔室两侧分别正对第一和第二交换通道，第一储液池、第一交换通道、内嵌组织腔室、第二交换通道、第二储液池之间连通。本发明可实现无泄漏的细胞外基质稳定可靠灌注；可实现细胞外基质与细胞培养基的无障碍接触，利于在细胞外基质中实现均一稳定的流体特性。

Description

一种滑动式微流控器官芯片及其制备方法

技术领域

本发明属于一种生物医学工程技术领域的微流控芯片，具体地，涉及一种滑动式微流控器官芯片及其制备方法。

背景技术

相比于传统的二维细胞培养模型以及具有物种差异的动物模型，仿人体器官芯片通过将人体细胞和水凝胶整合到微流控芯片中，进一步在片上模拟体内构建多重可控微环境，最终在体外实现具有三维微结构及微生理功能的仿人体特定器官微组织而备受关注，因此该技术在疾病建模、药物筛选和个性化医疗等领域得到了广泛的应用。

通常情况下，基于灌注模式的三维培养模型被广泛地应用到仿人体器官芯片的构建中，其基本结构为中间灌注有细胞外基质的组织腔室，两边为细胞培养液流动的微流控通道，其可以促进营养物质和氧气的持续供应以及代谢产物的清除，进而有利于细胞/组织的长时间培养。采用这种结构的关键技术是如何杜绝细胞外基质从组织腔室泄露到微流控通道，进而导致细胞培养液的流动障碍。常用策略是利用微柱阵列等物理屏障作为微阀，其效果由微结构参数和界面润湿性相关的表面张力，以及细胞外基质加载过程中所施加的外部压力决定。因此，在物理屏障设计和外加压力之间存在一个折衷的问题，这将不利于细胞外基质的自动化灌注。此外，这些物理障碍物的存在也会使细胞培养液与细胞外基质之间的有效接触面积减小，从而影响细胞外基质中的流体分布及细胞刺激，这也与体内的微生理环境不符。因此，亟需一种新的策略来构建临时或虚拟屏障，进而使组织腔室中培养的细胞/组织获得均匀以及充分的刺激。

在此前的报道中，A.Yamada等人在Lab Chip,2016,16：4691-4701上撰文“Transient microfluidic compartmentalization using actionable microfilamentsfor biochemical assays,cell culture and organs-on-chip”，提出将圆柱形微丝作为可移动障碍物嵌入到微流控芯片中来建立一个临时的组织腔室，待水凝胶固化后，再将微丝移除来实现细胞培养液与细胞外基质的无障碍接触。然而，微丝需要在芯片键合之前利用缝纫针嵌入到芯片中，操作复杂。此外，M.P.Tibbe等人在Adv.Mater.Technol.2018,1700200上撰文“Microfluidic Gel Patterning Method by Use of a TemporaryMembrane for Organ-On-Chip Applications”，提出利用两种试剂接触面上的界面聚合反应，进而形成一种暂时性的聚合物薄膜来实现细胞培养液与细胞外基质的分隔。然而，为了建立稳定的界面，试剂的pH值和流速都需要很好地进行调整，而这通常需要外部设备如注射泵等。此外，J.Pei等人在J.Micromech.Microeng.2020,30:035005上撰文“Recoverableelastic barrier for robust hydrogel patterning with uniform flow profile fororgan-on-a-chip applications”，提出了一种可恢复的弹性屏障设计，其能够在不发生泄漏的情况下实现灵活多样的细胞外基质图案化。然而，由于涉及到芯片的多层结构设计以及弹性屏障的片上驱动，所以整个芯片的制作以及操作过程都有些繁琐。

仿人体器官芯片通常可以划分为两类：一类是具有某种特定器官组织类型的单器官芯片；另一类是将多个单器官芯片集成到同一平台，进而实现具有血液循环及组织间通讯的多器官芯片。其中，由于具备较高的时空灵活性和冗余能力，基于即插即用标准化接口技术的模块化微流控芯片被广泛地应用于构建可重构式多器官芯片。然而，无论是单器官芯片还是模块化多器官芯片，由于在微加工过程中，整个组织腔室和微流控通道的结构与相对位置都是固定的，所以不能根据不同的实验或应用进行灵活配置。因此，有必要开发可重构微流控芯片，而不是简单地将不同的芯片模块通过接口组合起来。在此前的报道中，W.Du等人在Lab Chip,2009,9:2286–2292上撰文“SlipChip”，提出了一种典型的可重构式微流控芯片设计，其可以通过预加载和滑动两个相对的基板(即顶部和底部)，使小体积的样品能够与多种不同的试剂进行接触与反应，而无需使用泵或阀门等外部组件。然而，为了防止上下基板滑动时发生泄漏，需要在两块基板之间形成一层很薄的密封层，而这不适合片上实现组织的长期培养。

此外，对于某些实验或应用，需要从器官芯片中提取出培养的细胞/微组织进行进一步分析。然而，由于大多数器官芯片采用了非可逆的键合方式来构建组织腔室，因此很难在不损坏芯片的情况下取出完整的细胞/微组织。在此前的报道中，D.T.T.Phan等人在LabChip,2017,17：511-520上撰文“A vascularized and perfused organ-on-a-chipplatform for large-scale drug screening applications”，为了分离出RNA用于定量实时聚合链式反应，需要首先使用无菌手术刀将组织腔室切成小块，然后再将其转移到含有Trizol的试管中进行细胞裂解和RNA提取。整个过程繁琐，而且污染风险极高。因此，迫切需要开发新的提取方法或芯片设计，在不损害器官芯片的前提下，能够实现从组织腔室中取出所培养的全部细胞/微组织。

综上所述，目前报道的微流控器官芯片在细胞外基质可靠性灌注、组织腔室内流体的均匀分布特性以及细胞/微组织提取等方面均存在一定的局限性，亟需一种新型的仿人体器官芯片设计来增强相关操作的稳定性与灵活性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种滑动式微流控器官芯片及其制备方法。

本发明的第一个方面，提供一种滑动式微流控器官芯片，包括：

滑动组件，所述滑动组件设有滑动杆、注胶口、封口塞及内嵌组织腔室，所述注胶口位于所述内嵌组织腔室的正上方并与所述内嵌组织腔室连通，向所述注胶口顶端注入细胞外基质，该细胞外基质填充至所述内嵌组织腔室内；

微流控芯片基座，所述微流控芯片基座设有滑动槽、第一交换通道、第二交换通道、第一储液池及第二储液池，所述滑动槽为所述滑动杆提供滑动空间；所述第一交换通道设置于所述第一储液池与所述滑动槽之间，所述第二交换通道设置于所述第二储液池与所述滑动槽之间；向所述内嵌组织腔室填充细胞外基质后，将所述滑动杆推入所述滑动槽最底部，此时，所述内嵌组织腔室两侧分别正对所述第一交换通道与第二交换通道，所述第一储液池、所述第一交换通道、所述内嵌组织腔室、所述第二交换通道、所述第二储液池之间连通；

所述封口塞用于当所述滑动杆完全插入至所述滑动槽底部时，将所述滑动槽出口处堵住，防止细胞培养基在所述滑动槽出口处出现泄露。

优选地，所述滑动组件与微流控芯片基座均由高精度3D打印聚PMMA材料一次成型。

优选地，所述滑动杆的长度与所述滑动槽的长度相等；所述滑动杆的宽度与所述滑动槽的宽度相等；所述滑动杆的高度与所述滑动槽的高度相等；所述第一交换通道与所述第二交换通道高度相等；所述第一储液池与所述第二储液池尺寸相同。

优选地，所述第一储液池与所述第二储液池顶部设有培养盖，用以防止培养基的蒸发以及直接与外部环境接触而产生污染。

优选地，所述内嵌组织腔室的尺寸与形状可根据不同应用进行灵活设计，无需对所述微流控芯片基座重新设计。

优选地，所述内嵌组织腔室的长度需小于或等于所述第一交换通道与所述第二交换通道的长度，且所述内嵌组织腔室两侧的截面积需小于或等于所述第一交换通道、所述第二交换通道的高度，使细胞外基质在所述内嵌组织腔室两侧与培养基实现无障碍接触，促进所述内嵌组织腔室内实现均一稳定的流体特性。

优选地，所述注胶口为圆柱形通孔，方便使用移液枪枪头注入细胞外基质，实现细胞外基质的稳定可靠灌注。

优选地，所述滑动杆的尺寸应与所述滑动槽尺寸一致，以实现二者的紧密接触，防止细胞培养基出现泄漏。

优选地，所述内嵌组织腔室底面与滑动杆底面距离小于1mm，保证对所述内嵌组织腔室内细胞的清晰成像。

本发明的第二个方面，提供一种上述滑动式微流控器官芯片的制备方法，包括：

微流控芯片基座与滑动组件采用3D打印成型；

将微流控芯片基座与滑动组件浸泡在去离子水中，进行超声清洗，将清洗后的所述滑动组件与所述微流控芯片基座烘干，再用酒精擦拭进行消毒。

可选地，在所述消毒之后，还包括：

采用激光切割制备培养盖，并将所述培养盖盖于所述第一储液池、所述第二储液池的上方，防止培养基的蒸发以及直接与外部环境接触而产生污染。

与现有技术相比，本发明实施例具有如下至少一种的有益效果：

本发明上述滑动式微流控器官芯片，可以用于体外构建仿人体器官微组织，在注胶口处向内嵌组织腔室灌注细胞外基质，保证了细胞外基质的稳定可靠灌注。进一步的，该微流控器官芯片属于全开放环境，便于加换培养基，操作灵活性高。

本发明上述滑动式微流控器官芯片，滑动杆与滑动槽相同的尺寸确保二者的紧密接触，防止细胞外基质进入滑动杆与滑动槽之间而产生泄露；当滑动杆全部推入滑动槽内时，可实现细胞外基质与细胞培养基的无障碍接触，利于在细胞外基质中实现均一稳定的流体特性。

本发明上述滑动式微流控器官芯片，滑动组件中内嵌组织腔室的形状和尺寸可根据特定应用进行灵活设计，可兼容同一微流控芯片基座，无需对整个器官芯片进行重新设计；通过滑动组件易于实现培养组织的提取，便于进行后续观察与分析。

本发明上述滑动式微流控器官芯片的制备方法，由高精度3D打印PMMA一体成型，大大降低加工时间成本；同时，PMMA不吸收药物小分子，更有利于其在药物筛选中的应用；在生物医学工程领域尤其为基于微流控技术的仿人体器官芯片相关研究提供了创新研究思路与应用价值。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例的滑动式微流控器官芯片的总体结构示意图；

图2为本发明图1的滑动式微流控器官芯片的总体侧视图；

图3为本发明另一优选实施例的滑动式微流控器官芯片的总体结构示意图；

图4为本发明一实施例的微流控芯片基座的俯视图；

图5为沿图4所示的AA’面的三维剖视图；

图6为本发明一优选实施例的滑动组件的三维示意图；

图7为本发明一优选实施例的滑动组件推入微流控芯片基座的三维示意图；

图8为沿图7所示的BB’面的三维剖视图；

图9为本发明一优选实施例的滑动式微流控器官芯片实际操作示意图；

图10为本发明一优选实施例的滑动式微流控器官芯片滑动组件的实物图，(a)为滑动组件实物的侧视图，(b)为滑动组件实物的俯视图，(c)为微流控芯片基座实物的侧视图，(d)为微流控芯片基座实物的俯视图；

图11为本发明一优选实施例的滑动式微流控器官芯片的实物图与实验图，(a)为滑动组件推入微流控芯片基座后的实物图，(b)为在荧光显微镜下，向内嵌组织腔室灌注细胞与细胞外基质后的显微镜图片；

图中标记分别表示为：100为滑动组件、200为微流控芯片基座、300为培养盖；

1为第一储液池、2为第二储液池、3为滑动槽、4为第二交换通道、5为注胶口、6为内嵌组织腔室、7为滑动杆、8为封口塞、9为第一交换通道。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

图1-图2为本发明一优选实施例的滑动式微流控器官芯片的总体结构示意图。参照图1-图2所示，在该实施例中滑动式微流控器官芯片，包括：滑动组件100和微流控芯片基座200。滑动组件100的一端可以插入微流控芯片基座200内，另一端露出微流控芯片基座200的外部并位于微流控芯片基座200的一侧。

图4为本发明一实施例的微流控芯片基座的俯视图。参照图4所示，微流控芯片基座200的两侧有第一储液池1及第二储液池2，滑动组件100插入的位置位于第一储液池1及第二储液池2之间，同时，滑动组件100也可以从微流控芯片基座200中拔出。

图5为沿图4所示的AA’面的三维剖视图。参照图5所示，微流控芯片基座200内部还设有滑动槽3、第二交换通道4，滑动槽3位于微流控芯片基座200内部，滑动槽3为滑动组件100的一端插入微流控芯片基座200提供滑动空间，第二交换通道4位于滑动槽3的一侧。

参照图7、8所示，图7为滑动组件完全插入微流控芯片基座，图8中微流控芯片基座200内部还设有第一交换通道9，第一交换通道9设置于第一储液池1与滑动槽3之间，第二交换通道1设置于第二储液池2与滑动槽3之间。

图6为本发明一优选实施例的滑动组件的三维示意图。参照图6所示，滑动组件100设有滑动杆7、注胶口5、封口塞8及内嵌组织腔室6，注胶口5位于内嵌组织腔室6的正上方并与内嵌组织腔室6连通，注胶口5设置于滑动杆7上，封口塞8设置于滑动杆7的一端(外露端)，滑动杆7的另一端可以插入微流控芯片基座200内。向注胶口5顶端注入细胞外基质，该细胞外基质会填充至内嵌组织腔室6内；滑动杆7可以沿滑动槽3的滑动空间滑动，从而可以插入微流控芯片基座200内或拔出微流控芯片基座200。

上述实施例中滑动组件100和微流控芯片基座200使用时，向内嵌组织腔室6填充细胞外基质后，将滑动杆7推入滑动槽3最底部，此时，内嵌组织腔室6两侧分别正对第一交换通道9与第二交换通道4，此时，第一储液池1、第一交换通道9、内嵌组织腔室6、第二交换通道4、第二储液池2之间连通。当滑动杆7完全插入至滑动槽3底部时，用封口塞8将滑动槽3出口处堵住，防止细胞培养基在滑动槽3出口处出现泄露。

本发明上述实施例可以用于体外构建仿人体器官微组织，在注胶口5处向内嵌组织腔室6灌注细胞外基质，保证了细胞外基质的稳定可靠灌注。该微流控器官芯片属于全开放环境，便于加换培养基，操作灵活性高。

图3为本发明另一优选实施例的滑动式微流控器官芯片的总体结构示意图。参照图3所示，在该实施例中，滑动式微流控器官芯片除了包括：滑动组件100、微流控芯片基座200，还进一步包括培养盖300。培养盖300设置在第一储液池1与第二储液池2顶部，培养盖300将第一储液池1与第二储液池2包含在内部，用以防止培养基的蒸发以及直接与外部环境接触而产生污染。滑动组件100、微流控芯片基座200与上述实施例设置相同，不再赘述。

在本发明部分优选实施例中，参照图4所示，第一储液池1与第二储液池2尺寸相同，用于盛放不同高度的细胞培养基，滑动槽3为滑动杆7提供插入空间，且滑动槽3与滑动杆7的尺寸相同，确保在第一储液池1与第二储液池2之间、滑动杆7与滑动槽3之间不会产生细胞培养基泄漏。滑动组件易于实现培养组织的提取，便于进行后续观察与分析。

参照图5-6所示，通过注胶口5向内嵌组织腔室6内填充混有肺成纤维细胞与人脐静脉内皮细胞的细胞外基质，该内嵌组织腔室6为细胞培养提供空间，其厚度为200-500μm。第一交换通道9与第二交换通道4为滑动杆7插入后提供了营养交换通道，即培养基可从第二储液池2通过第二交换通道4流向内嵌组织腔室6中，为内嵌组织腔室6中的细胞提供生长因子等营养成分及代谢产物排出，第一交换通道9与第二交换通道4高度相等，且大于等于内嵌组织腔室6的高度。先将细胞外基质填充至所述内嵌组织腔室，待其固化后，将滑动杆7推入滑动槽3最底部，并向第一储液池1、第二储液池2注入不同高度的细胞培养基，具有液面高度差的培养基所产生的静态压力差可促进内嵌组织腔室6内细胞的长期共培养。上述的第一交换通道9与第二交换通道4可以对称设置，第一储液池1与第二储液池2也可以对称设置，更利于设计和加工。

图9为本发明一优选实施例的滑动式微流控器官芯片实际操作示意图。

参照图9所示，滑动式微流控器官芯片实际操作流程分为4步，对应图9中(a)～(d)。在具体实施时，在通过用移液枪将细胞外基质对准并注入注胶口5内，细胞外基质填充满整个内嵌组织腔室6内，不会产生泄漏，如图9中(a)所示，此部分注入注胶口5时优选垂直注入；待细胞外基质凝固后，缓慢将滑动组件100推入微流控芯片基座200的滑动槽3内，直至无法继续推入为止，如图9中(b)所示，此时滑动杆7推入滑动槽3最底部，滑动组件100的一端在微流控芯片基座200的滑动槽3内，仅有封口塞8外露在微流控芯片基座200外，在微流控芯片基座200内部，滑动组件100的内嵌组织腔室6两侧分别正对第一交换通道9与第二交换通道4并与之相通，第一储液池1、第二储液池2分别与第一交换通道9、第二交换通道4相通，即：第一储液池1、第一交换通道9、内嵌组织腔室6、第二交换通道4、第二储液池2之间连通。注胶口5由微流控芯片基座200的的滑动槽3覆盖。在滑动杆7完全插入至滑动槽3底部后，用封口塞8将滑动槽3出口处堵住，防止细胞培养基在滑动槽3出口处出现泄露。随后分别向第一储液池1、第二储液池2加入不同高度的培养基，所产生的静态液压差能刺激内嵌组织腔室6内共培养细胞生长所必须的新陈代谢活动，如图9中(c)所示。进一步的，在优选的实施例中，第一储液池1与第二储液池2顶部还可以进一步设有培养盖300，将培养盖300放置在第一储液池1与第二储液池2顶部，以防止培养基直接与外部环境接触而产生污染，如图9中(d)所示。上述过程完成整个的滑动式微流控器官芯片操作。

图10为本发明一优选实施例的滑动式微流控器官芯片滑动组件的实物图，(a)为滑动组件实物的侧视图，(b)为滑动组件实物的俯视图，(c)为微流控芯片基座实物的侧视图，(d)为微流控芯片基座实物的俯视图。具体的，参照图10所示，利用PMMA高精度3D打印一体成型后的滑动组件100与微流控芯片基座200具有全透明特性，利于荧光显微镜对内嵌组织腔室6中的细胞成像。如图10中(a)所示，滑动组件100中的内嵌组织腔室6与注胶口5清晰可见，特定形状的封口塞8可在滑动组件100被推入后将滑动槽3出口处完全密封，防止培养基从滑动槽3出口处泄漏。如图10中(b)所示，滑动组件100的注胶口5位于内嵌组织腔室6的正上方，同时可以位于内嵌组织腔室6的中心位置，这样有利于将细胞外基质从注胶口注入内嵌组织腔室6后均匀分布。如图10中(c)所示，具有一定高度的培养基的第一储液池1、第二储液池2允许注入一定液面差的培养液，向细胞提供充足的营养物质。图10中(d)所示，微流控芯片基座200的滑动槽3与滑动组件100中的滑动杆7尺寸相同，可实现二者的无缝紧密接触。

本发明上述优选实施例滑中的动式微流控器官芯片，滑动杆7与滑动槽3相同的尺寸确保二者的紧密接触，防止细胞外基质进入滑动杆7与滑动槽3之间而产生泄露；当滑动杆7全部推入滑动槽3内时，可实现细胞外基质与细胞培养基的无障碍接触，利于在细胞外基质中实现均一稳定的流体特性。

作为上述实施例的优选，在一实施例中，滑动杆7的长度与滑动槽3的长度相等；滑动杆7的宽度与滑动槽3的宽度相等；滑动杆7的高度与滑动槽3的高度相等；第一交换通道9与第二交换通道4高度相等；第一储液池1与第二储液池2尺寸相同。通过这些尺寸的设置可以利于在细胞外基质中实现均一稳定的流体特性以及防止泄露。比如在一具体实施例中，可以选择以下参数：

滑动杆7的长度与滑动槽3的长度为15-20mm；

滑动杆7的宽度与滑动槽3的宽度为2-4mm；

滑动杆7的高度与滑动槽3的高度为2-4mm；

注胶口5直径为0.8-1.5mm；

内嵌组织腔室6厚度为200-500μm；

第一交换通道9与第二交换通道4高度为0.7-1.5mm；

内嵌组织腔室6底面与滑动杆7底面距离为0.5-1mm；

第一储液池1与第二储液池2的长、宽、高分别为8mm、6mm、10mm，外壁厚度为1-2mm。

上述各参数能很好配合，实现密封以及各部分之间的接触。当然，在其他实施例中，也可以采用其他的尺寸参数，这个可以根据实际需要确定。

如图11所示，在另一实施例中，将滑动组件100推入微流控芯片基座200后，由于封口塞8与微流控芯片基座200底部厚度的尺寸一致性，微流控器官芯片整体刚好保持水平，使得两侧储液池中的培养基实现了对细胞外基质中细胞的均匀刺激，如图11中(a)所示。待内嵌组织腔室6填充细胞外基质后，将滑动组件100推入微流控芯片基座200，保证了在不取出滑动组件100的情况下，可在荧光显微镜下对细胞进行清晰成像，如图11(b)所示，注胶口5位置已用虚线圈标出。

上述各实施例的微流控芯片，基于生物相容性较高的PMMA材料，利用高精度快速成型的3D打印方法形成微流控芯片基座200与滑动组件100。滑动组件100中内嵌组织腔室的形状和尺寸可根据特定应用进行灵活设计，可兼容同一微流控芯片基座200，无需对整个器官芯片进行重新设计。

在本发明另一实施例中，还提供一种上述的滑动式微流控器官芯片的制备方法，具体的，可以采用以下步骤：

S10、使用AutoCAD制图软件分别设计并画出微流控芯片基座200和滑动组件100的三维打印版图，该结构形状与尺寸可根据需要定制。

S20、按照S10所设计结构对PMMA进行3D打印并固化。

S30、将得到的微流控芯片基座200与滑动组件100浸泡在去离子水中，进行超声清洗30分钟，随后取出微流控芯片基座200与滑动组件100后烘干，用棉球蘸取75％酒精擦拭消毒。当然，在前天实施例中，也可以采用其他的清洗方式。

本发明上述制备得到的滑动微流控器官芯片由微流控芯片基座200及滑动组件100构成，其中微流控芯片基座包含滑动槽两侧的交换通道及培养基储液池，滑动组件包含滑动杆、注胶口、封口塞及具有一定高度的内嵌组织腔室，其尺寸与形状可根据不同应用进行灵活设计。通过高精度3D打印技术一体成型，相比于传统的非滑动式微流控器官芯片，可实现无泄漏的细胞外基质稳定可靠灌注，可实现细胞外基质与细胞培养基的无障碍接触，利于在细胞外基质中实现均一稳定的流体特性；滑动组件中内嵌组织腔室的形状和尺寸可根据特定应用进行灵活设计，可兼容同一微流控芯片基座，无需对整个器官芯片进行重新设计；通过滑动组件易于实现培养组织的提取，便于进行后续观察与分析。

在本发明另一优选实施例中，上述的滑动式微流控器官芯片的制备方法，可以采用以下步骤：

S10、微流控芯片基座与滑动组件采用3D打印成型；可以事先根据需求设计结构形状与尺寸；

S20、将微流控芯片基座与滑动组件浸泡在去离子水中，进行超声清洗，将清洗后的滑动组件与微流控芯片基座烘干，再用酒精擦拭进行消毒；

S30、采用激光切割制备培养盖，并将培养盖盖于第一储液池、第二储液池的上方，防止培养基的蒸发以及直接与外部环境接触而产生污染。

本优选实施例增加了培养盖，在上述实施例基础上，可以进一步避免培养基的蒸发以及直接与外部环境接触而产生污染。由高精度3D打印PMMA一体成型，大大降低加工时间成本；同时，PMMA不吸收药物小分子，更有利于其在药物筛选中的应用。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种滑动式微流控器官芯片，其特征在于，包括：

滑动组件，所述滑动组件设有滑动杆、注胶口、封口塞及内嵌组织腔室，所述封口塞设置于所述滑动杆的一端，所述注胶口位于所述内嵌组织腔室的正上方并与所述内嵌组织腔室连通，向所述注胶口顶端注入细胞外基质，该细胞外基质填充至所述内嵌组织腔室内；

微流控芯片基座，所述微流控芯片基座设有滑动槽、第一交换通道、第二交换通道、第一储液池及第二储液池，所述滑动槽为所述滑动杆提供滑动空间；所述第一交换通道设置于所述第一储液池与所述滑动槽之间，所述第二交换通道设置于所述第二储液池与所述滑动槽之间；向所述内嵌组织腔室填充细胞外基质后，将所述滑动杆推入所述滑动槽最底部，此时，所述内嵌组织腔室两侧分别正对所述第一交换通道与第二交换通道，所述第一储液池、所述第一交换通道、所述内嵌组织腔室、所述第二交换通道、所述第二储液池之间连通；

所述封口塞用于当所述滑动杆完全插入至所述滑动槽底部时，将所述滑动槽出口处堵住，防止细胞培养基在所述滑动槽出口处出现泄漏。

2.根据权利要求1所述的滑动式微流控器官芯片，其特征在于，所述滑动组件与所述微流控芯片基座均由3D打印聚甲基丙烯酸甲酯材料一次成型。

3.根据权利要求1所述的滑动式微流控器官芯片，其特征在于，向所述第一储液池、所述第二储液池注入不同高度的细胞培养基，所产生的静态压力差为所述内嵌组织腔室内的细胞提供营养物质供给及代谢产物排出，维持其新陈代谢活动。

4.根据权利要求1所述的滑动式微流控器官芯片，其特征在于，所述第一储液池与所述第二储液池顶部设有培养盖。

5.根据权利要求1所述的滑动式微流控器官芯片，其特征在于，

所述滑动杆的长度与所述滑动槽的长度相等；

所述滑动杆的宽度与所述滑动槽的宽度相等；

所述滑动杆的高度与所述滑动槽的高度相等；

所述第一交换通道与所述第二交换通道高度相等；

所述第一储液池与所述第二储液池尺寸相同。

6.根据权利要求1所述的滑动式微流控器官芯片，其特征在于，所述内嵌组织腔室的长度小于或等于所述第一交换通道与所述第二交换通道的长度，且所述内嵌组织腔室两侧的高度小于或等于所述第一交换通道、所述第二交换通道的高度。

7.根据权利要求1所述的滑动式微流控器官芯片，其特征在于，所述滑动杆的尺寸与所述滑动槽的尺寸一致，以实现二者的紧密接触；

所述内嵌组织腔室的底面与滑动杆的底面距离小于1mm，保证对所述内嵌组织腔室内细胞的清晰成像。

8.一种权利要求1所述的滑动式微流控器官芯片的制备方法，其特征在于，包括：

微流控芯片基座与滑动组件采用3D打印成型；

将微流控芯片基座与滑动组件浸泡在去离子水中，进行超声清洗，将清洗后的所述滑动组件与所述微流控芯片基座烘干，再用酒精擦拭进行消毒。

9.根据权利要求8所述的滑动式微流控器官芯片的制备方法，其特征在于，在所述消毒之后，还包括：

采用激光切割制备培养盖，并将所述培养盖盖于所述第一储液池、所述第二储液池的上方，防止培养基的蒸发以及直接与外部环境接触而产生污染。

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