[發(fā)明專利]適用于生物組織培養(yǎng)及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811226234.2
• 申請(qǐng)日: 2018-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN109337813B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玲;呂晨澤;徐銘恩;斯培劍;戴嘉韻;賴雪聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州捷諾飛生物科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C12M3/00
• 分類號(hào): C12M3/00;B33Y30/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 蘇勝

1.一種適用于生物組織培養(yǎng)及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，其特征在于，包括：生物3D打印機(jī)、器官芯片、連接底座、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)；所述器官芯片通過(guò)所述連接底座與所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連；

所述生物3D打印機(jī)用于構(gòu)建生物3D打印類組織；

所述器官芯片用于放置培養(yǎng)基和生物3D打印類組織，培養(yǎng)所述生物3D打印類組織；

所述連接底座用于放置器官芯片，并與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連；

所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于驅(qū)動(dòng)所述培養(yǎng)基在所述器官芯片內(nèi)流動(dòng)；

所述輔助系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)生物3D打印類組織的狀態(tài)；

其中，所述器官芯片包括透明頂蓋、轉(zhuǎn)運(yùn)單元和器官芯片主體；所述轉(zhuǎn)運(yùn)單元可拆卸的嵌入在所述器官芯片主體的里面，所述透明頂蓋覆蓋在所述器官芯片主體上，轉(zhuǎn)運(yùn)單元用于盛放所述生物3D打印類組織；

所述器官芯片主體還包括：硬質(zhì)頂層、微流道層、透明底層和傳感芯片，所述微流道層設(shè)置在所述硬質(zhì)頂層和所述透明底層之間，所述傳感芯片與器官芯片主體的培養(yǎng)基接觸；

所述硬質(zhì)頂層包括至少一個(gè)培養(yǎng)室、氣體通道、頂面凹槽、底面凹槽和檢測(cè)區(qū)域；所述底面凹槽用于放置所述微流道層；

所述微流道層包括至少一個(gè)培養(yǎng)室、微流道、驅(qū)動(dòng)凹槽、儲(chǔ)液凹槽、分割凹槽和柵欄狀閥門；所述微流道將所述至少一個(gè)培養(yǎng)室、驅(qū)動(dòng)凹槽、儲(chǔ)液凹槽和分割凹槽連接起來(lái)；所述柵欄狀閥門將所述分割凹槽隔斷開；

其中，所述轉(zhuǎn)運(yùn)單元與所述硬質(zhì)頂層中的至少一個(gè)培養(yǎng)室、所述微流道層中的至少一個(gè)培養(yǎng)室匹配；

所述輔助系統(tǒng)包括：觀測(cè)系統(tǒng)、和/或者分析系統(tǒng)、和/或者控制系統(tǒng)、和/或者環(huán)境控制系統(tǒng)；

所述觀測(cè)系統(tǒng)用于觀測(cè)培養(yǎng)后的試驗(yàn)組織和培養(yǎng)基；

所述分析系統(tǒng)用于根據(jù)所述傳感芯片進(jìn)行分析，得到檢測(cè)數(shù)據(jù)；

所述控制系統(tǒng)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)微流道中培養(yǎng)基流速和流向的控制；

所述環(huán)境控制系統(tǒng)為生物3D打印類組織生長(zhǎng)提供合適的溫度、濕度和二氧化碳濃度；

所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括顯示控制裝置、控制裝置和氣路分配裝置；所述控制裝置分別與所述顯示控制裝置、氣路分配裝置相連；

所述顯示控制裝置用于顯示多個(gè)工作模式，以使用戶能夠根據(jù)觀看顯示的多個(gè)工作模式進(jìn)行選擇；

所述控制裝置用于根據(jù)用戶選擇的工作模式，控制所述氣路分配裝置進(jìn)行工作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述器官芯片主體的形狀為長(zhǎng)方體或六面體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述連接底座匹配所述器官芯片使用，所述連接底座通過(guò)連接方式與所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行組合使用，或連接底座與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組合為一個(gè)整體進(jìn)行使用。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：更新系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)所述更新系統(tǒng)與所述器官芯片相連，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還用于驅(qū)動(dòng)所述更新系統(tǒng)更新所述器官芯片中的培養(yǎng)基。

5.一種適用于生物組織培養(yǎng)及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述方法包括：

利用生物3D打印機(jī)構(gòu)建試驗(yàn)/測(cè)試的生物3D打印類組織；其中，所述3D打印類組織作為試驗(yàn)組織直接打印在器官芯片培養(yǎng)室內(nèi)，或打印在轉(zhuǎn)運(yùn)單元上再放置進(jìn)器官芯片培養(yǎng)室內(nèi)；

通過(guò)接收用戶選擇的工作模式，按照用戶所選擇的工作模式培養(yǎng)在所述器官芯片中的所述試驗(yàn)組織；

培養(yǎng)過(guò)程中，檢測(cè)所述試驗(yàn)組織，得到檢測(cè)數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述通過(guò)接收用戶選擇的工作模式，按照用戶所選擇的工作模式培養(yǎng)在所述器官芯片中的所述試驗(yàn)組織，包括：

在接收用戶選擇的工作模式后，通過(guò)控制正壓氣源、負(fù)壓氣源，向氣路分配裝置輸出正壓、負(fù)壓氣流，以使氣路分配裝置將正壓、負(fù)壓通向器官芯片的氣體通道使培養(yǎng)基運(yùn)動(dòng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，通過(guò)接收用戶選擇的工作模式，按照用戶所選擇的工作模式培養(yǎng)在所述器官芯片中的所述試驗(yàn)組織的步驟之后，所述方法還包括：

在確定器官芯片中的培養(yǎng)基存儲(chǔ)在氣泡時(shí)，根據(jù)氣泡所在位置，調(diào)整當(dāng)前工作模式。