(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211038754.7 (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 上海交通大 学医学院附属第九人民 医院 地址 200011 上海市黄浦区制造局路6 39号 申请人 上海交通大 学 (72)发明人 赵宁　王晓林　 (74)专利代理 机构 上海伯瑞杰知识产权代理有 限公司 312 27 专利代理师 谭强 (51)Int.Cl. C12M 3/00(2006.01) C12M 1/00(2006.01) C12N 5/077(2010.01) B01L 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种微流控3D仿生牙齿周围组织类器官芯 片及其构建方法 (57)摘要 本发明公开了一种微流控3D仿生牙齿周围 组织类器官芯片及其构建方法， 属于微流控芯片 领域， 其技术方案要点是： 器官芯片 由顶部至底 部包括主体层、 PDMS薄膜和载玻片层， 主体层包 括细胞外基质通道、 微流控通道 Ⅰ和微流控通道 Ⅱ； 细胞外基质通道包括依次设置的注入段、 组 织培养室段和出口段； 微流控通道 Ⅰ包括入口段 Ⅰ、 主体段Ⅰ和出口段Ⅰ； 微流控通道 Ⅱ包括入口段 Ⅱ、 主体段Ⅱ和出口段 Ⅱ； 主体段Ⅰ和主体段 Ⅱ均 与组织培养室段相连通。 本发明主要用于模拟器 官组织的微结构及微环境， 能够更多地呈现出相 应的微生理功能； 并且， 相比于动物模型， 器官芯 片直接以细胞为实验对象， 能够节约成本， 且具 有特异性、 有效性和快速性 等优点。 权利要求书2页 说明书7页 附图6页 CN 115386492 A 2022.11.25 CN 115386492 A 1.一种微流控3D仿生牙齿周围组织类器官芯片， 其特征是： 所述器官芯片由顶部至底 部包括主体层(1)、 PDMS薄膜(2)和载玻片层(3)， 所述主体层(1)包括细胞外基质通道(4)、 微流控通道 Ⅰ(5)和微流控通道 Ⅱ(6)； 所述微流控通道 Ⅰ(5)和微流控通道 Ⅱ(6)以所述细胞 外基质通道(4)为中轴对称设置， 且所述细胞外基质通道(4)、 微流控通道 Ⅰ(5)和微流控通 道Ⅱ(6)均为顶部开口； 所述细胞外基质通道(4)包括依次设置 的注入段(7)、 组织培养室段(8)和导出段(9)； 所述注入段(7)的端部设有通道入口一(10)， 所述导出段(9)的端部设有通道出口二(11)； 所述通道入口一(10)和通道出口二(1 1)均延伸至所述器官芯片的顶面外； 所述微流控通道 Ⅰ(5)包括入口段 Ⅰ(12)、 主体段 Ⅰ(13)和出口段 Ⅰ(14)； 所述入口段 Ⅰ (12)的端部设有通道入口三(15)， 所述出口段 Ⅰ(14)的端部设有通道出口四(16)， 所述通道 入口三(15)和通道出口四(16)均延伸至所述器官芯片的顶面外； 所述微流控通道 Ⅱ(6)包括入口段 Ⅱ(17)、 主体段 Ⅱ(18)和出口段 Ⅱ(19)； 所述入口段 Ⅱ(17)的端部设有通道入口五(20)， 所述出口段 Ⅱ(19)的端部设有通道出口六(21)； 所述 主体段Ⅰ(13)和主体段 Ⅱ(18)均与所述组织培 养室段(8)相连通。 2.根据权利要求1所述的一种微流控3D仿生牙齿周围组织类器官芯片， 其特征是： 所述 主体段Ⅰ(13)和主体段 Ⅱ(18)靠近所述组织培养室段(8)一侧的外壁均间隔设有多个阻流 体(22)。 3.根据权利要求1所述的一种微流控3D仿生牙齿周围组织类器官芯片， 其特征是： 所述 组织培养室段(8)内设有培养腔室(23)， 所述培养腔室(23)的高度为200 μm， 所述培养腔室 (23)的长度为3m m。 4.根据权利要求1所述的一种微流控3D仿生牙齿周围组织类器官芯片， 其特征是： 所述 器官芯片的大小为6m m×12mm。 5.根据权利要求1所述的一种微流控3D仿生牙齿周围组织类器官芯片， 其特征是： 所述 主体层(1)由聚二甲基硅氧烷制备 得到。 6.根据权利要求1所述的一种微流控3D仿生牙齿周围组织类器官芯片， 其特征是： 所述 PDMS薄膜(2)的孔径为 4 μm。 7.根据权利要求1所述的一种微流控3D仿生牙齿周围组织类器官芯片， 其特征是： 所述 器官芯片包括牙骨质器官芯片、 牙槽骨器官芯片或牙周膜器官芯片。 8.根据权利要求1至6任意一项所述的一种微流控3D仿生牙齿周围组织类器官芯片的 构建方法， 其特 征是， 步骤如下： S1、 将混有目标培 养细胞的细胞外基质从通道入口一(10)注入细胞外基质通道(4)； S2、 将细胞培养液分别从通道入口三(15)和通道入口五(20)注入， 并使所述细胞培养 液填满微流控通道 Ⅰ和微流控通道 Ⅱ， 直到通道出口四(16)和通道出口六(21)的位置均出 现液滴； S3、 将通道出口四(16)和通道出口五堵塞封住， 将注射泵连接到通道入口三(15)或者 通道入口五(20)； 通过调节注射泵的流速或调整微流控通道 Ⅰ和微流控通道 Ⅱ的两侧液压 差， 在细胞外基质中产生所需的细胞间隙流或流体剪切力。 9.根据权利要求1至6任意一项所述的一种微流控3D仿生牙齿周围组织类器官芯片的 构建方法， 其特 征是， 步骤如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115386492 A 2A、 将混有目标培 养细胞的细胞外基质从通道入口一(10)注入细胞外基质通道(4)； B、 将细胞培养液分别从通道入口三(15)和通道入口五(20)注入， 并使所述细胞培养液 填满微流控通道 Ⅰ和微流控通道 Ⅱ， 直到通道出口四(16)和通道出口六(21)的位置均出现 液滴； C、 将通道入口五(20)和通道出口六(2 1)堵塞封住， 将注射泵连接到微流控通道入口三 (15)或通道入口五(20)； 通过调节注射泵的流速或调整微流控通道 Ⅰ和微流控通道 Ⅱ的两 侧液压差， 最终在 细胞外基质中产生所需的细胞间隙流或流体剪切力。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115386492 A 3