CN114591836A - 体外血管床微流控芯片及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了体外血管床微流控芯片及其应用，该微流控芯片包括：第一流道、第二流道、第三流道和第四流道，第二流道与第一流道之间、第三流道和第一流道之间设有第一限流部；第一限流部被配置为能够将注入第二流道和第三流道的细胞培养基通过血管床培养室流通，同时将内皮细胞凝胶限定于血管床培养室；第四流道和第二流道之间设有第二限流部，第二限流部被配置为能够将所述成纤维细胞限定于第四流道中，同时使成纤维细胞的分泌物扩散到第二流道。形成的血管床内部血管密度高，血管功能性表达因子上调，血管床的中间厚度大血管外围厚度较薄。相较于传统单一血管，利用该芯片进行血管培养时能够更好地模拟血管网络结构，质量较高。

Description

体外血管床微流控芯片及其应用

技术领域

本申请涉及组织工程技术领域，尤其是涉及体外血管床微流控芯片及其应用。

背景技术

目前血管化微流控芯片技术发展迅速，各种手段层出不穷，包括流体刺激下的血管化类器官芯片、3D打印血管化微流控芯片、单层3D血管网络微流控芯片和微组织与血管共培养微流控芯片等。其中，流体刺激下的血管化类器官芯片这一技术是利用微流控芯片为诸如来源于人类多能干细胞的类器官提供动态培养的环境，以此产生血管网络。但这种方式形成的血管网络分布不均，随机性较高，难以模拟物质经血管运输至类器官内部的情况。3D打印技术是目前制作血管化微流控芯片的常见策略，采用该方法能够制备厚组织的血管化体外模型，同时能够呈现出一定的血管结构与功能。但其中所用生物墨水的结构和功能并不能满足细胞生长和分化的要求，导致打印出的血管网络只具备部分功能结构，无法有效起到血管内生和促进组织生长发育的功能。同时，受打印材料所限通常需要40多天的培养时间。相比之下，单层3D血管网络微流控芯片虽然能够在一周之内培养出结构功能较好的单层血管网络，但由于其尺寸的限制，这类血管芯片模型只能培养100μm左右尺度下的组织，而无法用于更大型组织的长时间培养。微组织与血管共培养微流控芯片通过将组织细胞与内皮细胞混合培养的方式，利用微流控芯片平台提供动态的流体剪切力，从而构建血管化类器官培养模型。该方法成功构建了血管化体外组织模型，可以有效地实现血管物质运输的功能。但该方案中微组织的尺寸仍然仅有200μm左右，且其生长过程不具有均一性，无法满足更大尺度，更均一的血管化培养。同时，其培养操作复杂，成本较高，不具备普适性。此外，通过上述四种现有技术的实践中发现，上述这些芯片所构建的血管网络结构断断续续、质量较差，模拟的仿生程度有待提高。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种能够构建更复杂血管模型的体外血管床微流控芯片及其应用。利用该种微流控芯片可以培养更大尺度的血管网络并能够以此构建更复杂的血管模型以有效模拟体内血管网络对组织的营养供给。

本申请的第一方面，提供一种微流控芯片，该微流控芯片包括：

第一流道，第一流道具有用于容纳内皮细胞凝胶的血管床培养室；

第二流道和第三流道，第二流道和第三流道分别设于第一流道的两侧，第二流道与第一流道之间、第三流道和第一流道之间设有第一限流部；第一限流部被配置为能够将注入第二流道和第三流道的细胞培养基通过血管床培养室流通，同时将内皮细胞凝胶限定于血管床培养室；

第四流道，第四流道位于第二流道远离第一流道的一侧，第四流道和第二流道之间设有第二限流部，第四流道用于培养成纤维细胞；第二限流部被配置为能够将所述成纤维细胞限定于第四流道中，同时使成纤维细胞的分泌物扩散到第二流道。

根据本申请实施例的微流控芯片，至少具有如下有益效果：

(1)采用该微流控进行培养时，在培养的开始阶段，血管床培养室中的血管网络尚未形成，第二流道的细胞培养基会经内皮细胞凝胶的微小缝隙流向第三流道，形成间隙流，在此过程中产生的机械力会进一步刺激内皮细胞的血管化过程。而在血管网络形成之后，细胞培养基将经过3D的血管腔从一侧流向另一侧，在血管腔内部形成的剪切力不断刺激内皮细胞的分裂增殖，形成更为丰富，更为仿生的血管网络。

(2)本方案中通过设置单独的血管床培养室和第四流道，将成纤维细胞和内皮细胞分开培养，使成纤维细胞旁泌作用产生的多种生物活性因子通过细胞培养基扩散到血管床培养室中，在加速血管网络成熟的同时，避免了两者混合培养时，血管可能会因为成纤维细胞的过度生长而导致血管结构断断续续的问题，从而形成复杂密集的血管网络。

(3)通过上述两种方式的结合，最终形成的血管床内部血管密度高，血管功能性表达因子上调，血管床的中间厚度可以达到500-1000微米、同时血管外围厚度较薄仅约100微米。并且在培养过程中根据培养基等的调节可以使血管厚度具有动态可调、梯度变化的特点，相较于传统单一血管的厚度低且不完整的情况，利用芯片进行血管培养时能够更好地模拟血管网络结构，质量较高。

在本申请的一些实施方式中，血管床培养室设有向上开口的培养孔。在血管床培养室中设置开口的培养孔，从而可以在形成单独的动态血管床后，可以引入另外的微组织进行共培养，从而构建更复杂的动态模型系统。

在本申请的一些实施方式中，培养孔的深度为1～3mm，进一步为2～3mm。通过控制培养孔的深度，可以进一步调节形成的血管床的中间厚度，达到更有效的中间厚、边缘薄的血管床-血管外围结构。

在本申请的一些实施方式中，第一限流部和第二限流部包括若干间隔设置的限流柱。通过间隔设置的限流柱保证内皮细胞凝胶限定在血管床培养室中而可以将细胞培养基在其中流通形成间隙流。

在本申请的一些实施方式中，还包括第五流道，第五流道位于第三流道远离第一流道的一侧，第五流道和第三流道之间设有第三限流部，第五流道用于培养成纤维细胞；第三限流部被配置为能够将成纤维细胞限定于第五流道中，同时使成纤维细胞的分泌物扩散到第三流道。通过在两侧设置相对的第四流道和第五流道，使得第二流道和第三流道中都引入成纤维细胞的旁泌物，从而提高对血管床网络的刺激作用，进一步加速血管床网络的成熟。

在本申请的一些实施方式中，第三限流部包括若干间隔设置的限流柱。

本申请的第二方面，提供应用前述的微流控芯片进行体外血管床培养的方法，包括以下步骤：

将内皮细胞悬液注入血管床培养室，固化形成内皮细胞凝胶；

在第四流道中注入成纤维细胞悬液，固定形成成纤维细胞凝胶；

在第二流道和第三流道中分别注入不同量的细胞培养基，使所述第二流道的液面高度高于第三流道，从而在重力作用下使细胞培养基由第二流道通过血管床培养室流向第三流道，形成刺激内皮细胞凝胶的间隙流，培养得到血管床。

在本申请的一些实施方式中，形成血管床的培养时间为3～8天。

在本申请的一些实施方式中，内皮细胞凝胶和成纤维细胞凝胶的固化方式为酶固化或热固化中的至少一种。

可以理解的是，内皮细胞凝胶和成纤维细胞凝胶中所使用的凝胶原料成分可以是本领域熟知的任意一种或多种的水凝胶组分，根据具体的血管床培养要求可以进行针对性选择。

在本申请的一些实施方式中，内皮细胞悬液和成纤维细胞悬液分别独立包含血纤蛋白、胶原蛋白、基质胶中的至少一种。采用包含上述成分的细胞悬液形成凝胶后，能够保证形成凝胶后血管床能够高效供应营养物质，有利于形成高密度、高厚度的血管床。

本申请的第三方面，提供按照前述方法培养得到的血管床模型。该模型包括血管床和血管外围结构。

在其中一些具体的实施方式中，还包括位于所述血管床上的微组织。

在其中一些具体的实施方式中，微组织包括类器官、原代组织、细胞团、细胞悬浮液中的至少一种。

本申请的第四方面，提供前述的血管床模型在组织培养、药物筛查、药物发现中的应用。

综上，本申请实施例所提供的微流控芯片可在短时间内构建血管床模型，进而迅速允许与微组织进行共培养。在形成血管床后，开放的血管模型允许与各类不同的微组织进行共培养，从而形成各类不同的血管化体外微组织模型，开放程度更高。此外，该模型中适用于多种功能材料，如血纤蛋白、胶原蛋白和基质胶等。基于体外血管化微组织模型，本发明可以应用于组织培养，药物筛查，药物发现，免疫治疗研究等多项产学研领域。血管外围的血管结构能够有效模拟正常组织结构中的血管网络，而血管床中更为复杂和密集的网络，则有效模拟了体内生物组织丰富的血管网络。同时，血管外围中的血管结构与血管床连接紧密，形成动态的物质交换运输网络，有效模拟了体内血管网络物质运输的情况。此外，使用过程中可以根据实际需求选用不同凝胶，定制化获取结构功能特异的血管网络模型。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

图1是本申请的实施例中一种微流控芯片的结构以及培养过程和培养结果的示意图。

图2是本申请的实施例中一种微流控芯片的局部示意图，上方为俯视图，下方为正视图。

图3是本申请的实施例1中培养的血管床的实验结果。

图4是本申请实施例制备的血管化肿瘤微球的结构示意图以及对应的血管床和血管外围的3D Z轴扫描图片。

图5是本申请的实施例2中物质运输能力检测的实验结果。

图6是本申请的实施例3中药物筛查实验的实验结果。

附图标记：第一流道100、血管床培养室110、培养孔111、第一流道第一储液池120、第一流道第二储液池130、第二流道200、第二流道第一储液池210、第二流道第二储液池220、第三流道300、第三流道第一储液池310、第三流道第二储液池320、第四流道400、第四流道第一储液池410、第四流道第二储液池420、第五流道500、第五流道第一储液池510、第五流道第二储液池520、第一限流部600、第二限流部710、第三限流部720。

具体实施方式

以下将结合实施例对本申请的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本申请的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本申请的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本申请保护的范围。

下面详细描述本申请的实施例，描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参考图1，示出了本申请实施例所提供的一种用于体外血管床培养的微流控芯片，包括第一流道100、第二流道200、第三流道300和第四流道400。其中，第一流道100中具有用于容纳内皮细胞凝胶的血管床培养室110，第二流道200和第三流道300分别位于第一流道100的两侧，在第一流道100和第二流道200之间以及第一流道100和第三流道300之间设有第一限流部600。第四流道400位于第二流道200远离第一流道100的一侧，第四流道400和第二流道200之间设有第二限流部710。

其中，第一流道100的血管床培养室100用于培养内皮细胞，第二流道200和第三流道300用于盛装细胞培养基，而位于两者与第一流道100之间的第一限流部600能够将注入第二流道200和第三流道300内的细胞培养基通过血管床培养室110流通，并且能够将位于血管床培养室100内的内皮细胞凝胶限定在其中而不流至第二流道200或第三流道300中。第四流道400用于培养成纤维细胞，而其间设置的第二限流部710则能够将成纤维细胞限定于第四流道400中，同时使成纤维细胞的分泌物扩散到第二流道200并进一步在第二流道200中细胞培养基的流通过程中进入血管床培养室110中从而促进血管床的成熟。

在培养的开始阶段，血管床培养室110中的血管网络尚未形成，第二流道200的细胞培养基会经内皮细胞凝胶的微小缝隙流向第三流道300，形成间隙流，在此过程中产生的机械力会进一步刺激内皮细胞的血管化过程。而在血管网络形成之后，细胞培养基将经过3D的血管腔从一侧流向另一侧，在血管腔内部形成的剪切力不断刺激内皮细胞的分裂增殖，形成更为丰富，更为仿生的血管网络。通过这种方式设置单独的血管床培养室110和第四流道400，将成纤维细胞和内皮细胞分开在不同位置培养，使成纤维细胞旁泌作用产生的多种生物活性因子通过细胞培养基扩散到血管床培养室110中，在加速血管网络成熟的同时，避免了两者混合培养时，血管可能会因为成纤维细胞的过度生长而导致血管结构断断续续的问题，形成复杂密集的血管网络。最终形成的血管床内部血管密度高，血管功能性表达因子上调，血管床的中间厚度大而血管外围厚度较薄。并且在培养过程中根据培养基等的调节可以使血管厚度具有动态可调、梯度变化的特点，相较于传统单一血管的厚度低且不完整的情况，利用芯片进行血管培养时能够更好地模拟血管网络结构，质量较高。

参考图1，在其中一些具体的实施方式中，血管床培养室110设有向上开口的培养孔111。在血管床培养室110中设置开口的培养孔111，可以在培养形成单独的动态血管床后，从培养孔111中引入另外的微组织进行共培养，从而构建更复杂的动态模型系统。其中，针对于不同的共培养要求，微组织的具体类型包括但不限于类器官、原代组织、细胞团、细胞悬浮液等。在具有培养孔111的血管床培养室110的血管床培养过程中，同时也可以进一步提高位于其中的血管床的中间厚度，而内皮细胞经共培养可内生至微组织中，形成血管化的动态微组织系统。

参考图2，为本申请的其中一些实施例的微流控芯片的局部示意图，上方为俯视图，下方为正视剖面图。结合图2和图1，在其中一些具体的实施方式中，第一限流部600和第二限流部710包括若干间隔设置的限流柱。通过间隔设置的限流柱保证内皮细胞凝胶限定在血管床培养室中而可以将细胞培养基在其中流通形成间隙流。

在其中一些具体的实施方式中，还包括第五流道500，第五流道500位于第三流道300远离第一流道100的一侧，第五流道500和第三流道300之间设有第三限流部720，第五流道500同样用于培养成纤维细胞；第三限流部720被配置为能够将成纤维细胞限定于第五流道500中，同时使成纤维细胞的分泌物扩散到第三流道300。通过在两侧设置相对的第四流道400和第五流道500，使得第二流道200和第三流道300中都引入成纤维细胞的旁泌物，从而提高对血管床网络的刺激作用，进一步加速血管床网络的成熟。可以理解的是，第三限流部同样也可以是包括若干间隔设置的限流柱。

在其中一些具体的实施方式中，第一流道100、第二流道200、第三流道300、第四流道400和第五流道500的两端分别设置各自对应的的第一流道第一储液池120、第一流道第二储液池130、第二流道第一储液池210、第二流道第二储液池220、第三流道第一储液池310、第三流道第二储液池320、第四流道第一储液池410、第四流道第二储液池420、第五流道第一储液池510、第五流道第二储液池520，用于向对应的流道中引入或排除各自的培养基、悬液等。

可以理解的是，微流控芯片中第一流道100、第二流道200、第三流道300、第四流道400、第五流道500的长度、宽度和厚度以及第一限流部600、第二限流部710、第三限流部720中限流柱的宽度、间距等可以根据实际培养需要进行适应性调整。

在其中一些具体的实施例中，第一流道100中血管床培养室的宽度为2～5mm，第二流道200、第三流道300的宽度为0.5～2mm，第四流道400、第五流道500的宽度为0.5～1mm。

在其中一些具体的实施例中，第一流道100、第二流道200、第三流道300、第四流道400、第五流道500的高度为50～200μm。

在其中一些具体的实施例中，培养孔为圆形，培养孔的直径为1～3mm，培养孔的深度为2～3mm。

在其中一些具体的实施例中，限流柱的宽度为100～500μm，限流柱的间距为50～200μm。

本申请的第二方面，提供一种应用前述的微流控芯片进行体外血管床培养的方法，该方法包括以下步骤：

将内皮细胞悬液注入血管床培养室，固化形成内皮细胞凝胶；

在第四流道中注入成纤维细胞悬液，固定形成成纤维细胞凝胶；

在第二流道和第三流道中分别注入不同量的细胞培养基，使第二流道的液面高度高于第三流道，从而在重力作用下使细胞培养基由第二流道通过血管床培养室流向第三流道，形成刺激内皮细胞凝胶的间隙流，培养得到血管床。

在其中一些具体的实施方式中，形成血管床的培养时间为3～8天。在其中一些具体的实施方式中，内皮细胞凝胶和成纤维细胞凝胶的固化方式为酶固化或热固化中的至少一种。在其中一些具体的实施方式中，内皮细胞悬液和成纤维细胞悬液分别独立包含血纤蛋白、胶原蛋白、基质胶中的至少一种。采用包含上述成分的细胞悬液，能够保证形成凝胶后血管床能够高效供应营养物质，有利于形成高密度、高厚度的血管床。

在其中一些具体的实施方式中，内皮细胞包括但不限于人脐静脉内皮细胞、血管内皮细胞、淋巴管内皮细胞等。

本申请实施例还提供按照前述方法培养得到的血管床模型以及该血管床模型在组织培养、药物筛查、药物发现中的应用。

以下结合具体实施例说明本申请的方案。

实施例1

本实施例提供一种微流控芯片，该微流控芯片如图1所示，包括第一流道100、第二流道200、第三流道300、第四流道400和第五流道500，第一流道中设有血管床培养室110，通过两侧的若干个限流柱与两侧的第二流道200和第三流道300相连通，而第二流道200和第三流道300分别通过若干个限流柱与第四流道400和第五流道500相连通。这些流道在其两端分别设置一对储液池。在血管床培养室110中间还设有培养孔111。

本实施例中，血管床培养室110的宽度为2.5mm，第二流道200和第三流道300的宽度为1mm，第四流道400和第五流道500的宽度为800μm，第一流道、第二流道200和第三流道300的高度为100μm。第一限流部600、第二限流部710、第三限流部730中限流柱为三棱柱，三棱柱的宽度为300μm，长度为200μm，间距为100μm。培养孔111为圆形，直径为2mm，深度为2～3mm。

本实施例还提供一种血管床的培养方法，该方法包括以下步骤：

1)细胞凝胶悬液注入：将内皮细胞(HUVECs)悬液与水凝胶均匀混合，经第一流道两端的储液池注入到微流控芯片中；同理将成纤维细胞悬液与水凝胶均匀混合，经第四流道和第五流道两端的储液池注入到微流控芯片，流道中设计的限位柱能够有效将两种细胞凝胶悬液限定在各自的流道区域内，细胞凝胶在酶反应作用下，固化成型，得到位于血管床培养室中的内皮细胞凝胶和位于第四和第五流道中的成纤维细胞凝胶。

2)培养基引入：将细胞培养基经第二和第三流道两端的储液池引入第二和第三流道中，使得细胞培养基能够与两侧固化的细胞凝胶充分接触。

3)动态培养环境的构建：控制第二流道中的细胞培养基的液面高度高于第三流道中的细胞培养基的液面高度，形成液面差，利用重力原理，使得培养基经第二流道通过血管床培养室流向第三流道，构建得到动态的培养环境。开始时，血管网络尚未形成，细胞培养基会经水凝胶的微小缝隙由高液面的一侧流向低液面的一侧，形成间隙流。此时所产生的机械力会进一步刺激内皮细胞的血管化过程。待血管网络形成之后，培养基将经3D的血管腔从一侧流向另一侧，流体在血管腔内部形成的剪切力不断刺激内皮细胞的分裂增殖，形成更为丰富，更为仿生的血管网络。

4)微组织血管化共培养：微流控芯片经5天左右的培养，形成了动态的血管网络。随后，将微组织(Eca-109细胞微球)经培养孔加入血管床中。血管床中的血管内皮细胞经共培养，可内生至微组织中，形成血管化的动态微组织系统。

参考图1，还示出了按照该方法形成的血管床模型的结构图，包括位于中间的血管床以及位于周围的血管外围结构。

图3是本实施例制备的血管床的具体结果，A为血管外围(VP)和血管床(VB)在第1、3、5天的培养情况。B是不同培养时间VP和VB区域血管直径的量化。C是对VP和VB区域荧光面积的量化。D是血管床和血管外围连接处的3D结构图，其中箭头标注出了血管床上的血管向上生长的3D血管结构。E是利用CD31荧光染料对VP和VB连接处进行免疫染色的结果，并在F的1(VP)、2(VP和VB连接处)和3(VB)中进行了放大。可以看出，VB的蛋白表达量明显高于1，说明血管床中的血管结构和渗透性要优血管外围。同时，2表明VB和VP连接处有高CD31的表达，说明血管外围和血管床有频繁的物质运输。G是VB和VP中CD31荧光蛋白面积的量化，可以看出两者的表达存在显著差异(p<0.05)。H是种在血管床上的肿瘤微球在培养10天后的示意图以及切片后的不同细胞的荧光，从图中可以发现，肿瘤微球的绿色荧光中出现内皮细胞的红色荧光，表明血管已经内生进入肿瘤微球中。

图4是本申请实施例制备的血管化肿瘤微组织的结构示意图以及对应的血管床和血管外围的3D Z轴扫描图片。参考图4结合图1，该血管化肿瘤微组织包括上方的肿瘤微球(微组织)和下方的血管网络结构，该血管网络结构包括位于血管床培养室中间的血管床和边缘的血管外围。从图中的扫描结果可以看出，无论是血管床还是血管外围，本申请实施例所构建的血管网络部分都能够实现复杂、密集、连续完整的要求，而不会像现有技术中由于内皮细胞和成纤维细胞混合培养导致成纤维细胞的过度生长而使得血管结构断断续续不完整。

在该实施例构建的血管床模型中，血管外围的单层3D血管网络能够有效模拟正常血管组织结构，血管床上方的培养孔则能够允许500μm以上微组织的种植和共培养，从而实现微组织的血管化。血管床组织与血管外围的单层3D血管网络有着密切的物质运输交换，有效模拟了体内血管网络对组织的营养供给。另外，血管化芯片制作过程简单，能在5天内形成具有良好功能结构的血管网络，并允许与各类微组织进行共培养。因此，该血管化芯片可以广泛用于体外血管化动态培养模型的构建，从而提供更为仿生的体外模型。

实施例2：物质运输能力检测

按照实施例1所提供的方法，构建肿瘤微组织-血管床的模型，分别设置实验组(+DMOG)和对照组(-DMOG)，其中，实验组在细胞培养基中加入二甲基草酰甘氨酸(DMOG)，对照组中不加DMOG，两组各有三个重复，在培养10天后，在细胞培养基中加入直径为1μm的蓝色荧光微珠，结果如图5所示，其中，A为实验组和对照组在荧光微珠灌注30分钟后的肿瘤微球的图像，同组上下的比例尺分别为100μm(20倍)和50μm(60倍)；B和C分别是在肿瘤微球和血管中沉积的荧光珠的定量。结合图5的A～C的结果，实验组中肿瘤微球中的蓝色荧光远高于对照组中肿瘤微球中的蓝色荧光，表明DMOG能够有效增加荧光微珠经血管运输到肿瘤球体的数量。

实施例3：药物筛查实验

采用实施例2中DMOG处理的微流控芯片上的血管化肿瘤微球，测试肿瘤细胞在不同条件下对紫杉醇和顺铂敏感程度，各组三个重复。结果如图6所示，其中，A为分别用紫杉醇(8.5μM)或顺铂(7.7μM)处理血管化肿瘤微球后的荧光染色结果，箭头表示凋亡的内皮细胞或肿瘤细胞，B和C分别为内皮细胞和肿瘤细胞的凋亡率，图中标尺为100μm。从图中结果可以看出，无论是紫杉醇还是顺铂处理的情况下，血管化肿瘤微球中HUVEC内皮细胞的凋亡率在DMOG处理后上升，而Eca-109肿瘤细胞的凋亡率在DMOG处理后凋亡率上升，表明该模型可以用于相关药物筛查。

上面结合实施例对本申请作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.微流控芯片，其特征在于，包括：

第一流道，所述第一流道具有用于容纳内皮细胞凝胶的血管床培养室；

第二流道和第三流道，所述第二流道和第三流道分别设于所述第一流道的两侧，所述第二流道与所述第一流道之间、所述第三流道和所述第一流道之间设有第一限流部；所述第一限流部被配置为能够将注入所述第二流道和所述第三流道的细胞培养基通过所述血管床培养室流通，同时将所述内皮细胞凝胶限定于所述血管床培养室；

第四流道，所述第四流道位于所述第二流道远离所述第一流道的一侧，所述第四流道和所述第二流道之间设有第二限流部，所述第四流道用于培养成纤维细胞；所述第二限流部被配置为能够将所述成纤维细胞限定在所述第四流道中，同时使所述成纤维细胞的分泌物扩散到所述第二流道。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述血管床培养室设有向上开口的培养孔。

3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一限流部和所述第二限流部包括若干间隔设置的限流柱。

4.根据权利要求1至3任一项所述的微流控芯片，其特征在于，还包括第五流道，所述第五流道位于所述第三流道远离所述第一流道的一侧，所述第五流道和所述第三流道之间设有第三限流部，所述第五流道用于培养所述成纤维细胞；所述第三限流部被配置为能够将所述成纤维细胞固定在所述第五流道中，同时使所述成纤维细胞的分泌物扩散到所述第三流道。

5.根据权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，所述第三限流部包括若干间隔设置的限流柱。

6.应用权利要求1至5任一项所述的微流控芯片进行体外血管床培养的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将内皮细胞悬液注入血管床培养室，固化形成内皮细胞凝胶；

在第四流道中注入成纤维细胞悬液，固定形成成纤维细胞凝胶；

在第二流道和第三流道中分别注入不同量的细胞培养基，使所述第二流道的液面高度高于所述第三流道，从而在重力作用下使所述细胞培养基由所述第二流道通过所述血管床培养室流向所述第三流道，形成刺激所述内皮细胞凝胶的间隙流，培养得到血管床。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：在所述血管床培养室中形成所述血管床后，将微组织注入到所述血管床上。

8.根据权利要求6至7任一项所述的方法，其特征在于，所述内皮细胞悬液和所述成纤维细胞悬液分别独立包含血纤蛋白、胶原蛋白、基质胶中的至少一种。

9.权利要求6至8任一项所述的方法所培养得到的血管床模型。

10.权利要求9所述的血管床模型在组织培养、药物筛查、药物发现中的应用。

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