[实用新型]一种血脑屏障微流控芯片

说明书

本实用新型涉及一种血脑屏障微流控芯片，包括盖子和培养板，盖子盖于培养板上方，盖子上设有五个贯穿的孔洞，培养板的上表面设有四个圆环形的凸块，四个圆环形的凸块分别与盖子上的孔洞一一对应，两个电极片与盖子的第五孔洞对应；培养板内中部设有培养室，培养室通过微孔薄膜分为上层培养室和下层培养室，培养室位于两个电极片之间；上层入液孔通过上层通道与上层培养室连接，然后通过上层通道连接上层出液孔；下层入液孔通过下层通道与下层培养室一侧连接，然后通过下层通道连接下层出液孔。本实用新型通过周期性的气压控制促使培养液流动，以模拟血管内的流体环境；上下培养室交叠设计，交叠区模拟血脑屏障，非交叠区可用于不同细胞的实时观察。

技术领域

本实用新型涉及一种血脑屏障微流控芯片。

背景技术

血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）是脑微血管内皮细胞、星形胶质细胞和周细胞等细胞组分形成的一个动态的血管屏障，用以选择性地限制外源物质进入，从而维持中枢神经系统内环境的稳定。多种中枢神经系统疾病的发生与血脑屏障的损害有关，且它能够过滤大部分药物，从而影响药物在中枢神经中的治疗效果，据报道，经全身系统用药后，100%的大分子药物和98%的小分子药物不能透过血脑屏障。因此，跨血脑屏障机制是目前研究的热点。实验动物活体评价操作复杂、成本较高，且种属间的差异使得结果不能直接应用于人类，因此建立稳定的体外血脑屏障模型对其机制研究和新药研发具有重要意义。

Transwell系统是目前常采用的体外模型制备方法，内皮细胞与星形胶质细胞（或周细胞）分别培养于小室两侧，建立两种或三种细胞的共培养体系。然而该系统与体内真实环境存在较大差距，不符合血液与管壁接触时的流体环境。微流控技术可精确操控微尺度流体，在生物学领域具有广阔应用前景，尤其是基于微流控技术制备的“器官芯片”，能够精确模拟三维的人体器官生理微系统，为细胞间相互作用等分子机制的研究、新药研发提供了有效手段。然而，目前采用微流控技术制备的血脑屏障模型尚处于起步阶段，研究一种可用于药物、纳米载体等跨血脑屏障的血脑屏障微流控芯片是本领域技术人员的研究目标。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种血脑屏障微流控芯片。

本实用新型提出的一种血脑微流控芯片，包括盖子和培养板，盖子盖于培养板上方，两者严密嵌合；盖子上设有五个自上而下贯穿的孔洞，培养板的上表面设有四个圆环形的凸块，四个凸块分别为上层入液孔、下层入液孔、上层出液孔和下层出液孔，其中：上层入液孔与盖子的第一孔洞对应，下层入液孔与盖子的第二孔洞对应，上层出液孔与盖子的第四孔洞对应，下层出液孔与盖子的第三孔洞对应，培养板的上面和下面均设有电极片，用以检测跨膜电阻，两个电极片与盖子的第五孔洞对应；培养板内中部设有培养室，培养室通过水平放置的微孔薄膜分为上层培养室和下层培养室，所述培养室位于两个电极片之间；上层入液孔通过上层通道与上层培养室一侧连接，上层培养室另一侧通过上层通道连接上层出液孔；下层入液孔通过下层通道与下层培养室一侧连接，下层培养室另一侧通过下层通道连接下层出液孔。

本实用新型中，所述上层培养室用以脑血管内壁细胞的贴壁培养。

本实用新型中，所述下层培养室用以星形胶质细胞或周细胞的贴壁培养。

本实用新型中，所述上层培养室与下层培养室部分交叠，交叠区即为血脑屏障模拟部位。

本实用新型中，所述第一孔洞、第二孔洞、第三孔洞和第四孔洞分别连接气体输入管，以输入空气。

本实用新型中，上层出液孔和下层出液孔分别通过管道连接动力装置，可将液体抽吸出血脑屏障微流控芯片。

本实用新型中，所述盖子和培养板均由PDMS聚合物制备而成。

本实用新型中，各入液孔中的液体收集后可用于进一步分析，如：药物浓度测定、荧光成像、质谱分析。

本实用新型的有益效果如下：