采用微加工工藝制作了一種構(gòu)建多細(xì)胞團(tuán)的聚二甲基硅氧烷（PDMS）雙層結(jié)構(gòu)的芯片,可用于藥物篩選和術(shù)后個(gè)體化治療。該芯片包含細(xì)胞培養(yǎng)微孔陣列以及用于生成濃度梯度的多通道分流結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在微孔的限制及其表面抗吸附的雙重作用下,能夠促進(jìn)細(xì)胞聚集形成直徑大約為130μm的三維細(xì)胞團(tuán),其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,活性良好（存活率約80%）,在生物醫(yī)藥和臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。 

【文章來(lái)源】：傳感器與微系統(tǒng). 2020,39(09)CSCD

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【部分圖文】：

芯片的制作工藝流程

細(xì)胞團(tuán)構(gòu)建和評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流程如圖2所示。包括細(xì)胞導(dǎo)入、細(xì)胞團(tuán)形成以及藥物處理等過(guò)程。將含有5%(體積比)Matrigel基質(zhì)膠的細(xì)胞懸浮液導(dǎo)入芯片中，置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每隔24 h更換培養(yǎng)液，并在顯微鏡下觀察和記錄細(xì)胞團(tuán)的形成和生長(zhǎng)狀態(tài)。待細(xì)胞團(tuán)穩(wěn)定形成之后，在芯片上層的入口處導(dǎo)入藥物或者細(xì)胞作用因子對(duì)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行進(jìn)一步的研究。2 結(jié)果與討論

本文芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3所示。PDMS上層為“蛇形”多通道結(jié)構(gòu)，A1和A2為藥物或細(xì)胞因子等流體的導(dǎo)入口，A3為流體的出口，具有4個(gè)平行出口，其管道深度為50μm。B1和B2分別為細(xì)胞懸浮液的導(dǎo)入口和出口。圖3(b)所示的“蛇形”結(jié)構(gòu)可以增加流阻，使兩相具有充足的混合時(shí)間，通過(guò)調(diào)節(jié)兩相的濃度和流速可以生成4種濃度梯度，有利于開(kāi)展藥物濃度測(cè)試實(shí)驗(yàn)。PDMS下層為培養(yǎng)孔陣列，每3個(gè)串聯(lián)的培養(yǎng)孔為一組(圖3(c))，共4組，包含12個(gè)微孔，其微孔直徑為300μm，深度為130μm，其流體通道深度為50μm。芯片上層中出口處通道與下層的串聯(lián)培養(yǎng)孔是連通的，而4組微孔之間相互獨(dú)立，如芯片實(shí)物圖4(a)所示。在芯片入口處分別通入高低不同濃度的兩種溶液，通過(guò)控制兩相的流速，可以使兩相在蛇形通道中充分混合，其光學(xué)顯微圖像如圖4(b)所示。4個(gè)通道中溶液的顏色由淺至深，表明溶液濃度得到了均勻稀釋?zhuān)哂忻黠@的濃度梯度分布。圖4(c)和(d)為培養(yǎng)層的SEM圖像，細(xì)胞懸浮液通過(guò)導(dǎo)入口進(jìn)入芯片下層，經(jīng)由通道落入串聯(lián)的3個(gè)培養(yǎng)孔中，圖4(d)中可看出微孔的深度較通道更深，以攔截和收集細(xì)胞，作為培養(yǎng)池為細(xì)胞提供生長(zhǎng)區(qū)域。


本文編號(hào)：3352849