[发明专利]一种器官芯片及其集成模组和系统、制备方法和应用

权利要求书

1.一种器官芯片阵列化集成模组，其特征在于：包括基片，所述基片上设有多通道流体灌注器、多通道电刺激集成器和器官芯片，所述器官芯片阵列排布；

所述器官芯片包括底盖、PDMS薄膜、顶盖，所述底盖和顶盖内设有空腔，所述PDMS薄膜内设置有序纤维支架；所述底盖、PDMS薄膜、顶盖依次层叠设置，其中底盖和顶盖的空腔围合形成细胞培养腔室，所述有序纤维支架位于所述细胞培养腔室内，所述顶盖内还集成有电激励元件。

2.根据权利要求1所述的一种器官芯片阵列化集成模组，其特征在于：所述电激励元件包括铂丝，所述铂丝插入细胞培养腔室内且外部连接有电刺激器。

3.根据权利要求1所述的一种器官芯片阵列化集成模组，其特征在于：所述PDMS薄膜为至少一层，单层厚度为100～300μm且各层的有序纤维支架堆叠形成三维有序纤维支架。

4.根据权利要求3所述的一种器官芯片阵列化集成模组，其特征在于：所述有序纤维支架由若干纤维平行排列而成。

5.根据权利要求1所述的一种器官芯片阵列化集成模组，其特征在于：所述有序纤维支架采用亲水处理后的纤维且有序纤维支架表面包被人纤连蛋白。

6.根据权利要求1所述的一种器官芯片阵列化集成模组，其特征在于：所述底盖内设有细胞培养液灌注流道，所述PDMS薄膜内设有细胞悬浮液灌注流道，所述顶盖内设有细胞废液流道，各流道相互连通。

7.根据权利要求1所述的一种器官芯片阵列化集成模组，其特征在于：所述底盖、PDMS薄膜、顶盖通过氧等离子体对准键合。

8.根据权利要求1所述的一种器官芯片阵列化集成模组，其特征在于：所述器官芯片集成于微流控导流板内，所述多通道流体灌注器通过培养液毛细管与微流控导流板连接。

9.根据权利要求1所述的一种器官芯片阵列化集成模组，其特征在于：所述多通道电刺激集成器包括若干电刺激连接孔，所述电刺激连接孔用于接入电源且孔内设有若干导线，所述导线分别与各器官芯片的铂丝连接。

10.根据权利要求1所述的一种器官芯片阵列化集成模组，其特征在于：所述器官芯片通过定位夹具固定于基片上。

11.根据权利要求1所述的一种器官芯片阵列化集成模组，其特征在于：所述基片的外周还设有支撑框架。

12.根据权利要求1所述的一种器官芯片阵列化集成模组，其特征在于：所述器官芯片的制备方法包括如下步骤：

1)通过PDMS浇筑成型制备底盖及其空腔、顶盖及其空腔和电激励路径；

2)通过纳米压印方法制备厚度为100～300μm且带有微流道结构的PDMS薄膜；

3)在所述PDMS薄膜的原位上滚筒静电纺丝制备有序纤维，并进行亲水处理；

4)PDMS对准键合：氧等离子体处理后逐层对准键合，键合后压紧加热60℃放置12hr；

5)在顶盖的电激励路径内插入铂丝，连接处涂覆PDMS进行密封，留出接触点用于连接外部电刺激器。

13.根据权利要求12所述的一种器官芯片阵列化集成模组，其特征在于：所述4)中亲水处理为对所述有序纤维氧等离子体处理后，滴覆0.5％的SDS。

14.一种器官芯片自动灌注集成系统，其特征在于：包括控制器、空气压力源、储液管、器官芯片阵列化集成模组和废液池；所述空气压力源连接储液管用于提供出液动力，所述储液管连接至器官芯片阵列化集成模组，所述器官芯片阵列化集成模组为如权利要求1～11任一项所述的一种器官芯片阵列化集成模组，所述废液池用于收集细胞培养废液。