[發明專利]用于評估細胞內誘導的機械應變或由細胞誘導的機械應變的設備

在審

• 申請號: 201980090185.0
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN113646420A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 保羅·沃爾托;塞巴斯蒂安·約翰內斯·特里奇;托德·彼得·伯頓
• 申請（專利權）人: 米梅塔斯私人有限公司
• 主分類號: C12M1/32
• 分類號: C12M1/32;C12M3/06;C12N5/071;B01L3/00
• 代理公司: 北京三環同創知識產權代理有限公司 11349
• 代理人: 邵毓琴;李晶

本文描述了一種包括微流體網絡的微流體設備。該設備包括基底，微流體通道和蓋子，所述基底包括形成所述微流體通道的內表面的至少一部分的隔膜。所述設備能夠在評價細胞內誘導的機械應變或由細胞誘導的細胞應變的方法中使用，這些方法也在本文中進行了描述。

技術領域

本發明涉及微流體設備，具體而言，本發明涉及使用微流體設備誘導或評估細胞內的機械應變的方法。

背景技術

為了在細胞培養物中嘗試模擬更多的生理學相關癥狀，已經開發出了多種模型，例如，在用于評價藥物療效，ADME安全性的臨床前基于細胞的模型中模擬灌注流，共培養，和機械應變。

微流體由于其在使用過程中液體或培養基固有的流動而成為這種體外細胞培養模型的通用平臺技術，并且微工程技術在制造復雜的微流體網絡方面具有優勢。然而，本領域仍然想要開發模擬或重現施加在例如肺或腸中的細胞上的機械應變的模型，這是因為由于呼吸運動和蠕動產生的氣流/液流誘導了剪切應力。

目前本領域中存在例如Emulate芯片肺，其中通過多孔膜將兩個微流體通道分隔開，人肺泡上皮細胞在膜的一側培養，人肺微血管內皮細胞在膜的另一側培養(Science(2010)328，p 1662-1668)。該Emulate芯片肺也在Children’s Medical CenterCorporation的專利申請WO2010/009307中描述。然而，直接的細胞-細胞接觸和可能的近分泌信號傳導因膜的存在和孔的尺寸和分布而受到阻礙。

Alveolix(http://www.alveolix.com/technology/)具有不同類型的芯片肺，其在 Bern的專利申請WO2015/032889中作了部分描述。在該設備中，上皮細胞在自頂部開口的膜上培養。在膜的底側，膜與微流體通道接觸，該微流體通道具有在受到刺激后向第一膜施加拉伸力的隔膜。

迄今為止，本領域還沒有在如下裝置結構中培養不同類型的細胞的方式，該裝置結構同時允許例如微血管網絡和上皮細胞層之間發生近分泌相互作用并同時仍然處于向上皮細胞層施加拉伸力的位置。這需要完全不同的不含人工膜的方式。

因此，本領域需要用于模擬細胞中的機械應變的改進的設備。

發明內容

在本發明的第一方面，本文提供一種微流體設備，其包括：

微流體網絡，所述微流體網絡包括：

基底，微流體通道和蓋子；

其中，所述基底包括形成微流體通道的內表面的至少一部分的無孔隔膜，并且，所述微流體通道包括至少部分由微流體通道中的隔膜和毛細管壓力屏障界定的子空間。

在本發明的第二方面，本文提供一種評估由細胞誘導的機械應變的方法，該方法包括：

將一種或多種類型的細胞或細胞聚集體引入第一方面所述的微流體設備的微流體網絡中；

任選地，培養所述一種或多種類型的細胞或細胞聚集體；以及

使用設置于隔膜上的或可操作地與隔膜連接的一個或多個電極、傳感器、探針、用于監測隔膜移動的參比標志物、鐵磁顆粒或者抗體監測隔膜的形變。

在本發明的第三方面，本文提供一種使一種或多種類型的細胞或細胞聚集體經受機械應變(即，在一種或多種類型的細胞或細胞聚集體中誘導機械應變)的方法，該方法包括：

將一種或多種類型的細胞或細胞聚集體引入第一方面所述的微流體設備的微流體網絡中；

任選地，培養所述一種或多種類型的細胞或細胞聚集體；以及

通過向隔膜施加正向壓力或負向壓力使一種或多種類型的細胞或細胞聚集體經受機械應變。