[發明專利]用于在仿生環境中培養細胞的裝置和方法

在審

• 申請號: 201280037203.7
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN103764813A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 約瑟夫·L·查萊斯特;埃爾斯·弗羅利希;杰弗里·T·伯恩斯坦
• 申請（專利權）人: 查爾斯斯塔克布料實驗室公司
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 郭廣迅

1.一種裝置，其包括：

微流體流動通道，所述微流體流動通道具有至少一個表面，所述表面具有在其中形成的拓撲圖；和

與所述流動通道流體連接的入口，所述入口用于允許流體流入流動通道；其中

選擇所述流動通道的表面的拓撲圖以使配置在表面以上的細胞層中的細胞實現至少部分地通過至少一個表面的拓撲圖確定的排列、行為或形態。

2.權利要求1所述的裝置，其中，選擇所述表面的拓撲圖以促進細胞層中的細胞與至少一個表面的粘著增加。

3.權利要求1所述的裝置，所述裝置還包括用于使流體通過入口流過流動通道的流體源，其中，所述流體誘導對細胞層的剪切應力。

4.權利要求3所述的裝置，其中，在使流體流過流動通道之后，可以拆卸流動通道用于檢查細胞層。

5.權利要求3所述的裝置，其中，將所述流體源配置為使流體以導致對細胞層的剪切應力水平小于0.01達因/cm²的流速流動。

6.權利要求3所述的裝置，其中，使所述通道的形狀為使得流體流過流動通道產生沿著流動通道長度的多個剪切應力值。

7.權利要求1所述的裝置，其中，所述流動通道的至少一個表面具有至少兩個不同的拓撲圖。

8.權利要求1所述的裝置，其中，所述表面的拓撲圖包括寬度為約5μm或更小的嵴嵴。

9.權利要求1所述的裝置，其包括配置在基底的部分上的親細胞物質，所述親細胞物質用于在基底的部分中生長細胞層，并且其中所述基底的部分形成流動通道的表面。

10.權利要求1所述的裝置，其包括配置在基底的表面的部分上的疏細胞物質，所述疏細胞物質用于阻止細胞層在基底的部分中的生長，并且其中所述基底的部分不形成任何流動通道的表面。

11.權利要求1所述的裝置，其包括配置在基底的表面的部分上的疏細胞物質，所述疏細胞物質用于阻止細胞層在基底的部分中生長，并且其中所述基底的部分形成至少一個流動通道的表面的一部分。

12.權利要求1所述的裝置，其中，所述表面拓撲圖使細胞層的排列、行為或形態復制腎臟中細胞的排列、行為或形態。

13.權利要求1所述的裝置，其還包括至少第二流動通道，所述至少第二流動通道具有第二流動通道的至少一個表面，所述第二流動通道的至少一個表面具有在其中形成的拓撲圖。

14.一種用于模擬器官性能的方法，所述方法包括：

提供流動裝置，所述流動裝置包括：

流動通道，所述流動通道具有至少一個表面，所述表面具有在其中形成的拓撲圖；和

配置在至少一個表面上的細胞層，所述細胞層具有排列、行為或形態；

選擇流體的流速，所述流速為，當流體流過流動通道時，導致對細胞層的一定水平的剪切應力，所述一定水平的剪切應力使細胞模擬它們在體內表現的形態、行為或排列；和

引導流體以選擇的流速流過流動通道。

15.權利要求14所述的方法，其中，至少部分地通過至少一個表面的拓撲圖確定細胞層中的細胞的排列、行為或形態，并且選擇至少一個表面的拓撲圖以實現這樣的排列、行為或形態。

16.權利要求15所述的方法，其中，選擇表面的拓撲圖以促進細胞層中的細胞與至少一個表面的粘著增加。

17.權利要求14所述的方法，其中，使所述流動通道的形狀為使得流體流動產生沿著流動通道的長度的多個剪切應力水平，所述方法還包括：

選擇產生對細胞層的多個水平的剪切應力的流速，所述對細胞層的多個水平的剪切應力模擬這樣的細胞在體內器官的不同位置中將會經歷的剪切應力。

18.權利要求14所述的方法，其還包括在使流體流過流動通道之后拆卸流動通道并檢查細胞層。

19.權利要求14所述的方法，其還包括固定所述細胞以保存細胞層用于分析。

20.權利要求14所述的方法，其中，所述流體包含治療劑，所述方法還包括分析細胞以確定治療劑對細胞層的功效。