[實用新型]仿生芯片腎臟

有效

• 申請號: 201821016635.0
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN208472114U
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 林洪麗;林炳承;羅勇;郭暢
• 申請（專利權）人: 大連醫科大學附屬第一醫院
• 主分類號: C12M3/06
• 分類號: C12M3/06;C12M3/00
• 代理公司: 大連非凡專利事務所 21220
• 代理人: 王廉

本實用新型公開一種仿生芯片腎臟，其特征在于：所述仿生芯片腎臟包括下亞克力板（1），下亞克力板（1）上方依次設置有蓋玻片（2）、下PDMS片（3）、上PDMS片（4）和上亞克力板（5），在下PDMS片（3）上開設有開口方向向上的腎小球足細胞培養室（6），在上PDMS片（4）上開設有開口方向向下的腎小球內皮細胞培養室（7），腎小球足細胞培養室（6）與腎小球內皮細胞培養室（7）的橫斷面為等徑的圓形，且二者的開口相對，同時在兩個培養室之間還設置有多孔聚碳酸酯膜層（8）。

技術領域

本實用新型涉及細胞培養領域，特別是一種仿生芯片腎臟。

背景技術

糖尿病腎損傷是慢性腎臟疾病的重要病因之一，其病理改變的關鍵環節是腎小球硬化和腎間質纖維化。腎小球硬化導致GFB白蛋白滲漏增加，形成大量蛋白尿，促發和加重腎間質炎癥反應，造成腎間質纖維化，從而引發糖尿病腎病患者發生腎衰竭。目前糖尿病腎病的研究與藥物的開發需要大量的病理模型以進行臨床前驗證與評估。傳統的體外模型以細胞培養為主，將每種細胞分割開來單獨培養，忽視了腎單位的整體性，割裂了腎臟中細胞與細胞之間存在交互作用。主要表現在：①由于技術局限性，無法將多種細胞置于同一體系下研究。②細胞貼壁的二維培養模式，缺乏三維培養模型的微結構和微環境，和真實腎臟的特異性功能和內環境存在巨大差異。③細胞靜態培養，間斷供應培養液不能保證細胞持續與新鮮體液接觸，和體內持續流通的循環系統不符。動物模型具有固有的復雜性，且糖尿病腎病的動物模型造模周期長、成功率低、成本高，涉及許多倫理道德問題，不能代表人類對糖尿病腎病或藥物治療的生理反應，可能對臨床患者的治療與恢復帶來不利影響。因此，現在醫學領域中迫切需要更具代表性的模型系統，特別是典型的人體器官和疾病模型。

發明內容

本實用新型是為了解決現有技術所存在的上述不足，提出一種將鼠源性腎小球內皮細胞系（MGEC細胞）與鼠源性腎小球足細胞（MPC-5細胞）、人臍靜脈內皮細胞（HUVEC細胞）與人腎小管上皮細胞（HK-2細胞）同時納入同一個芯片制備出的“腎小球-腎小管”結構的仿生芯片腎臟，并利用微量蠕動泵將管周微血管通道中的流體匯入腎小球入球小動脈的進樣孔，模擬腎小球-腎小管的物質反饋，實現腎臟生理結構和血流循環。

本實用新型的技術解決方案是：一種仿生芯片腎臟，其特征在于：所述仿生芯片腎臟包括下亞克力板1，下亞克力板1上方依次設置有蓋玻片2、下PDMS片3、上PDMS片4和上亞克力板5，在下PDMS片3上開設有開口方向向上的腎小球足細胞培養室6，在上PDMS片4上開設有開口方向向下的腎小球內皮細胞培養室7，腎小球足細胞培養室6與腎小球內皮細胞培養室7的橫斷面為等徑的圓形，且二者的開口相對，同時在兩個培養室之間還設置有多孔聚碳酸酯膜層8，

在上亞克力板5上開設有入樣孔9和第一出樣口10，入樣孔9通過第一通道11與腎小球內皮細胞培養室7相通，而腎小球內皮細胞培養室7還與第二通道12相連，所述第一通道11的寬度為H1，第二通道12的寬度為H2，且H1：H2=10：3，

在下PDMS片3上開設有均為條狀的腎小管上皮細胞培養室13和管周微血管內皮細胞培養室14，并且腎小管上皮細胞培養室13與管周微血管內皮細胞培養室14之間通過兩個對稱設置的基質膠通道15相連，基質膠通道15中填充有基質膠，

所述的第二通道12的末端與管周微血管內皮細胞培養室14的起始端相連，而管周微血管內皮細胞培養室14的末端則與第一出樣口10相連，而入樣孔9和第一出樣口10之間的連接管路上還設置有微量蠕動泵，

所述腎小球足細胞培養室6通過通道與腎小管上皮細胞培養室13的起始端相連，而腎小管上皮細胞培養室13的末端則與開設在上亞克力板5上的第二出樣口16相連。

所述的下PDMS片3和上PDMS片4均由聚二甲基硅氧烷制成。

本實用新型同現有技術相比，具有如下優點：