[發(fā)明專利]一種用于藥物篩選的2D和3D一體化腫瘤器官培養(yǎng)芯片的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010634754.8
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111718853B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設計）人: 劉杰;李威霖;陳友
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/34;C12Q1/02
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所(普通合伙) 44229
• 代理人: 姜若天

1.一種用于藥物篩選的2D和3D一體化腫瘤器官培養(yǎng)芯片的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（A）微流體芯片流道設計：微流體芯片共有兩層，上層為聚二甲基硅氧烷，下層為聚二甲基硅氧烷或有機玻璃，芯片設有一條截面為長方形的流體通道，深度為0.6-1 mm；微流體芯片中心為寬度為1-2 mm的流體通道，入口及出口的流體通道寬度為0.4-1 mm；

（B）微流體芯片蛇形流道設計：連接中心主腔體與出入口的為蛇形結構流體通道，寬度為0.6-1.5 mm，流道間隔0.6-1.5 mm；

（C）微流體芯片細胞培養(yǎng)腔體設計：在芯片中心流體通道兩側(cè)各均勻分布5-10個細胞培養(yǎng)腔體，尺寸為0.6-1.5 mm；

（D）微流體芯片培養(yǎng)腔體表面處理：向微流體芯片一側(cè)細胞培養(yǎng)腔體中灌注濃度為1-4%的疏水性溶液，孵育2-12 h后吸出，自然風干，隨后向另一側(cè)細胞培養(yǎng)腔體灌注1-4%的親水性溶液，孵育2-12 h后吸出，自然風干；

（E）微流體芯片細胞種植：向步驟（D）制備的疏水性培養(yǎng)腔體中接種密度為1-5×10⁶cells/mL的腫瘤細胞懸液，靜態(tài)培養(yǎng)4-8 h，待腔室內(nèi)多細胞腫瘤球體培養(yǎng)到適宜尺寸后，向另一側(cè)親水性細胞培養(yǎng)腔體接種細胞密度為（1-10）×10⁴的腫瘤細胞懸液，即得2D和3D一體化腫瘤器官培養(yǎng)芯片；

（F）微流體芯片的抗腫瘤藥物灌注：將抗腫瘤藥物以0.05-5 mL/h的灌注速度進行動態(tài)循環(huán)灌注，分別在灌注特定時間點后觀察3D和2D腫瘤細胞對藥物的攝取含量，以及細胞的活/死情況。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于藥物篩選的2D和3D一體化腫瘤器官培養(yǎng)芯片的制備方法，其特征在于：步驟（A）中所述上層聚二甲基硅氧烷的厚度為2-5mm。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于藥物篩選的2D和3D一體化腫瘤器官培養(yǎng)芯片的制備方法，其特征在于：步驟（B）所述的蛇形流體通道寬度尺寸小于出入口流道尺寸及芯片中心腔體流道尺寸。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于藥物篩選的2D和3D一體化腫瘤器官培養(yǎng)芯片的制備方法，其特征在于：步驟（C）所述細胞培養(yǎng)腔體的截面為圓形或者U字型。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種用于藥物篩選的2D和3D一體化腫瘤器官培養(yǎng)芯片的制備方法，其特征在于：步驟（D）中所述的疏水性溶液為PlueonicF108、牛血清表蛋白、聚四氟乙烯和聚乙烯醇中的一種，親水性溶液為庚甲基三硅氧烷或多巴胺。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種用于藥物篩選的2D和3D一體化腫瘤器官培養(yǎng)芯片的制備方法，其特征在于：步驟（E）所述靜態(tài)培養(yǎng)對于3D腫瘤球體培養(yǎng)時，使芯片的培養(yǎng)細胞腔體垂直于放置平面，而2D細胞培養(yǎng)時，使芯片的培養(yǎng)細胞腔體平行于放置平面。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種用于藥物篩選的2D和3D一體化腫瘤器官培養(yǎng)芯片的制備方法，其特征在于：3D多細胞腫瘤球體尺寸為0.4-0.8mm，2D細胞鋪滿培養(yǎng)腔體底面。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種用于藥物篩選的2D和3D一體化腫瘤器官培養(yǎng)芯片的制備方法，其特征在于：步驟（F）所述腫瘤藥物為可溶性抗癌藥物和載大分子及小分子抗癌藥物納米顆粒，灌注速度仿照人體血管流速，特定時間點為1h、2h、4h、8h或16h。