采用微加工工藝制作了一種構(gòu)建多細(xì)胞團的聚二甲基硅氧烷（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)。實驗結(jié)果表明:在微孔的限制及其表面抗吸附的雙重作用下,能夠促進細(xì)胞聚集形成直徑大約為130μm的三維細(xì)胞團,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。 

【文章來源】：傳感器與微系統(tǒng). 2020,39(09)CSCD

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

芯片的制作工藝流程

細(xì)胞團構(gòu)建和評價的實驗設(shè)計流程如圖2所示。包括細(xì)胞導(dǎo)入、細(xì)胞團形成以及藥物處理等過程。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)胞團的形成和生長狀態(tài)。待細(xì)胞團穩(wěn)定形成之后，在芯片上層的入口處導(dǎo)入藥物或者細(xì)胞作用因子對細(xì)胞團進行進一步的研究。2 結(jié)果與討論

本文芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖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間，通過調(diào)節(jié)兩相的濃度和流速可以生成4種濃度梯度，有利于開展藥物濃度測試實驗。PDMS下層為培養(yǎng)孔陣列，每3個串聯(lián)的培養(yǎng)孔為一組(圖3(c))，共4組，包含12個微孔，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組微孔之間相互獨立，如芯片實物圖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，具有明顯的濃度梯度分布。圖4(c)和(d)為培養(yǎng)層的SEM圖像，細(xì)胞懸浮液通過導(dǎo)入口進入芯片下層，經(jīng)由通道落入串聯(lián)的3個培養(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)胞提供生長區(qū)域。


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