[发明专利]一种建立多球体组织模型的装置及方法

说明书

本发明实施例公开了一种建立多球体组织模型的装置及方法，一种建立多球体组织模型的装置，包括：底座、载物台、光热电微流控平台、移动平台、光学组件和点样针。其中，载物台、移动平台、光学组件和点样针可以进行不同方向的移动，从而实现多维控制点样针和光学组件在光热电微流控平台上点样和组装多球体组织模型；光热电微流控平台的透明玻璃可以用于制备凝胶液滴，具有光热转换能力的石墨烯纳米片层、热释电效应的晶片层与光学组件组合可以产生光热电效应，从而在不均匀电场中使凝胶液滴受到不均匀的力操控，实现可控的非接触的构建具有3D结构的多球体组织模型，并且操作简单，得到的多球体组织模型具有较高的生物活性。

技术领域

本发明涉及生物医学技术领域，特别涉及一种建立多球体组织模型的装置及方法。

背景技术

人体和动物体内的细胞组织均为3D结构，仅利用2D细胞培养或动物模型来了解细胞组织的形成、功能和病理无法达到理想的效果，因此，体外3D组织模型的建立作为一种很好地模拟体内生理环境的技术手段，对组织工程和再生医学的发展均具有重要的意义，其不仅能为试验想法和潜在的治疗干预提供模型系统外，还可能允许在体外对人体组织进行高通量药物筛选，促进了新疗法的开发和筛选。

然而现有技术中，体外3D组织模型的建立虽有多种建立方法，但这些组装方式还存在多种不同的问题，比如，利用磁性微机器人编码水凝胶结构，操作过程中需要多次对组织模型进行翻转，操作复杂，并且可能破坏细胞结构；利用表面张力定向组装水凝胶结构，存在不稳定因素，不便于对组织模型进行编程；利用声波、磁场和磁性材料进行非接触方式操控组装，通常对于水凝胶的性质有特殊要求或需要在水凝胶中加入特殊物质，而这些额外因素的引入可能与被包裹细胞相互作用，影响其生存能力和功能。

发明内容

本发明提供了一种建立多球体组织模型的装置及方法，用于解决体外3D组织模型的构建操作过程复杂，难以实现多球体组织模型的可控构建，得到的多球体组织模型容易被破坏的问题。

本申请一方面提供了一种建立多球体组织模型的装置，包括：底座、载物台、光热电微流控平台、移动平台、光学组件和点样针；

所述底座上设置有滑轨，所述滑轨与所述载物台可移动连接；

所述载物台上放置有所述光热电微流控平台；

所述载物台两侧的所述底座上分别设有的第一导槽、第二导槽，所述移动平台与所述第一导槽和所述第二导槽可移动连接；

所述移动平台上设有第三导槽，所述光学组件和所述点样针与所述第三导槽可移动连接，并位于所述光热电微流控平台上方；

所述光热电微流控平台自上而下依次包括：透明玻璃、具有热释电效应的晶片层、石墨烯纳米片层。

优选地，所述光学组件包括：第一光源和第二光源；

所述第一光源的波长为365nm或405nm；

所述第二光源的波长为808nm。

优选地，所述光热电微流控平台自上而下依次包括：透明玻璃、具有热释电效应的晶片层、石墨烯纳米片层。

优选地，所述石墨烯纳米片层包括：石墨烯纳米片和聚二甲基硅氧烷，所述石墨烯纳米片的质量分数为3％～5％。

本申请另一方面提供了一种建立多球体组织模型的方法，包括以下操作步骤：

步骤1：将透明玻璃进行超双疏处理，得到超双疏功能层；

步骤2：使用点样针吸取载细胞水凝胶溶液在所述超双疏功能层上点样，得到载细胞水凝胶液滴；

步骤3：使用第一光源第一次照射所述载细胞水凝胶液滴；使用第二光源引导所述载细胞水凝胶液滴移动，得到多球体组织模型；使用所述第一光源第二次照射所述多球体组织模型，得到固化后的所述多球体组织模型；