[发明专利]一种人体肺部气血屏障模拟装置及空气成分对人体肺部影响的模拟分析方法

说明书

本发明属抗原检测技术领域，具体涉及一种人体肺部气血屏障模拟装置，包括通路层、屏障层；所述通路层包括交换腔、交换通路、交换孔，所述交换腔为设置在所述通路层第一面的凹槽，所述交换孔设置在所述通路层第二面，所述交换孔与所述交换腔通过所述交换通路相连通；所述屏障层包括骨架层、第一模拟层、第二模拟层；所述第一模拟层为增殖在所述骨架层第一表面的A549细胞层；所述第二模拟层为增殖在所述骨架层第二表面的HUVEC细胞层；所述屏障层的两面分别设置所述通路层，且所述通路层第一面与所述屏障层相靠近。有益效果在于：模拟装置结构简单，成本低；分别设置了A549细胞层以及HUVEC细胞层，有效模拟了肺泡毛细血管的结构；利用真空泵的节律性的拉伸来模拟人体呼吸引起的肺泡收缩和舒张；模拟装置操作简单；交换腔采用流线纺锤形，考虑到流体力学的因素，防止流体流动不均匀。

技术领域

本发明属抗原检测技术领域，具体涉及一种人体肺部气血屏障模拟装置及空气成分对人体肺部影响的模拟分析方法。

背景技术

当前，随着我国科技、经济的快速发展，随之带来的空气污染问题十分严重，受到了人们的广泛关注。

人们在研究空气污染物对人体肺部的影响过程中，发现PM2.5等空气污染物与多种肺部疾病的发生发展相关，如肺部炎症、哮喘、慢性阻塞性肺病，甚至是肺癌。目前，对于污染诱导肺部损伤的机制主要包括氧化应激、炎症反应和DNA损伤等，但目前尚未产生统一的结论，因此，进一步阐明PM2.5 等空气污染物的肺脏毒性仍是一个亟待解决的问题。

目前，大多数关于PM2.5等空气污染物的肺毒性研究方法主要依赖于动物模型和细胞模型。

动物模型虽然从整体考虑空气污染物对机体的影响，但成本高、耗时长，且不易在体内进行定量研究；加之由于物种间差异，动物模型在某种程度上不能代表人类的生理、病理特征，造成了动物模型应用的局限性。

体外细胞模型利用培养的人肺部细胞系进行定量、高通量的分析，但由于无法实现体内的细胞环境，缺乏多种细胞间的信息交互、机械力作用等，使其结果难以模拟体内的实际情况。

基于此，亟需一种模拟检测方法及检测装置，能够成功模拟气血屏障的同时并通过真空泵节律性的拉伸来模拟人体呼吸引起的肺泡收缩和舒张，能够在体外构建了会呼吸的肺模型，并且生产成本低、对生产条件要求低、操作方便的检测方法及检测装置。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种人体肺部气血屏障模拟装置及空气成分对人体肺部影响的模拟分析方法，已解决现有技术中的问题。

本发明公开了一种人体肺部气血屏障模拟装置，包括通路层、屏障层；所述通路层包括交换腔、交换通路、交换孔，所述交换腔为设置在所述通路层第一面的凹槽，所述交换孔设置在所述通路层第二面，所述交换孔与所述交换腔通过所述交换通路相连通；

所述屏障层包括骨架层、第一模拟层、第二模拟层；所述第一模拟层为增殖在所述骨架层第一表面的A549细胞层，所述第二模拟层为增殖在所述骨架层第二表面的HUVEC细胞层；

所述屏障层的两面分别设置所述通路层，且所述通路层第一面与所述屏障层相靠近。

进一步地，所述骨架层设置有孔洞，所述模拟层覆盖在所述骨架层表面同时添堵所述孔洞；或所述骨架层采用半透膜，所述屏障层两侧的物质可以透过所述骨架层与所述模拟层进行物质交换。

优选地，所述骨架层采用聚碳酸酯材质。

优选地，所述第一模拟层采用的A549细胞密度为1×10⁶个/mL；所述第二模拟层采用的HUVEC细胞密度为1×10⁷个/mL。

进一步地，所述交换腔外形采用规则或不规则的多边形、纺锤形、圆形、椭圆形中至少一种。