一种利用器官芯片进行间充质干细胞疗法实验的方法与流程

1.本发明涉及一种间充质干细胞疗法实验的方法，特别涉及一种利用器官芯片进行间充质干细胞疗法实验的方法，属于生物治疗技术领域。


背景技术：

2.间充质干细胞是一种多能干细胞，它具有干细胞的所有共性，即自我更新和多向分化能力。在临床应用也最多，与造血干细胞联合应用，可以提高移植的成功率，加速造血重建。当患者接受大剂量化疗后，将间充质干细胞与造血干细胞一同输入，可明显加速患者血细胞恢复时间，且安全无不良反应，间充质干细胞不仅存在于骨髓中，也存在于骨骼肌、骨外膜和骨小梁中。由于它分化的组织类型十分广泛，因此临床应用价值不菲。
3.目前的间充质干细胞一般将胎牛血清按比例适当加入基础培养基中，配制成完全培养基，但是目前的间充质干细胞在运用至临床使用时，还处于实验阶段，无法具体的了解间充质干细胞的具体疗效。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种利用器官芯片进行间充质干细胞疗法实验的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括以下步骤：
6.s1：间充质干细胞器官芯片的制备；
7.s2：间充质干细胞导入间充质干细胞器官芯片培养，获得间充质干细胞悬液；
8.s3：选取步骤s2中培养的充质干细胞进行疗法实验；
9.s4：根据步骤s3中的疗法实验进行数据记录和分析处理。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤s1中间充质干细胞器官芯片的制备包括：采用标准电感耦合等离子体刻蚀制备具有图案的硅模板，利用复制模塑技术将硅模板上的图案转移至pdms上，形成pdms模板，将分割好的pdms模板有微图案的一面轻轻放置在准备好的玻璃片上，静置一段时间以使两表面之间的气体排出，形成用于毛细填充的微通道，用微量移液器吸取一定量填充物溶液，滴加在微通道入口处，在毛细力的作用下，溶液会自发的快速填充微通道，待乙醇从乙醇溶液中完全挥发，在微通道中留下固态。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述干细胞器官芯片由三层结构设计，包括pdms控制层、pdms流体层和玻璃载玻片，玻璃载玻片的顶端设置有pdms 流体层，pdms流体层的顶端设置有pdms控制层。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤s2中的间充质干细胞导入具体方法为：
13.步骤一：通过注射器注射器将70％酒精注入微管道和微腔体，放入超净台内经紫外灯照射过夜同时挥发掉酒精；
14.步骤二：导入细胞前用添加5％胎牛血清和2％青霉素和链霉素双抗液的完全细胞
培养液dmem灌注孔道和腔体，将芯片整体移入直径9cm的一次性细胞培养皿内，1小时后用注射器吸除上述液体导入间充质干细胞，将培养好的 huvec经胰酶消化后用含有上述完全细胞培养液制成10
°
cells/ml的细胞悬液，用注射器注入细胞被腔室，当微缝处捕获满细胞后，结束细胞导入
15.步骤三：将储液池内储满完全细胞培养液，使微管道内液体缓慢流动，同时将pdms上，盖满细胞培养液以防微管道内培养液挥发，盖上细胞培养皿盖，然后将间充质干细胞器官芯片和培养皿一起移入含5％co2和95％湿度的细胞培养箱内继续培养约10天等待细胞长满整个微管道和膨胀部分。
16.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤s3中的干细胞进行疗法实验具体为：通过微量注射器对步骤s2中间充质干细胞器官芯片培养的细胞悬液进行抽取，用微量注射器刺穿治疗部位，使针管与治疗部位平行，向头端进针2cm左右，将细胞慢慢注入，术毕对治疗部位进行缝合。
17.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤s3中的干细胞进行疗法实验还包括组织学观察：移植后分别在不同时间段取材，用恒冷箱切片机对取材部位连续冠状切片，片厚20um，然后在荧光显微镜下观察间充质干细胞的分布、迁移情况。
18.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤s4中的疗法实验进行数据记录和分析处理：首先对实验数据的多个样本多个样本均数比较的单因素方差分析，根据分析的结果确定间充质干细胞器官芯片培养的间充质干细胞在治疗实验的具体表现特性。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.本发明一种利用器官芯片进行间充质干细胞疗法实验的方法，本发明通过器官芯片对间充质干细胞进行培养，并将器官芯片培养的间充质干细胞进行治疗实验，通过获得治疗实验的数据，对后期临床使用间充质干细胞治疗具有很好的启示效果。
具体实施方式
21.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.本发明提供了一种利用器官芯片进行间充质干细胞疗法实验的方法的技术方案：包括以下步骤：
23.s1：间充质干细胞器官芯片的制备；
24.s2：间充质干细胞导入间充质干细胞器官芯片培养，获得间充质干细胞悬液；
25.s3：选取步骤s2中培养的充质干细胞进行疗法实验；
26.s4：根据步骤s3中的疗法实验进行数据记录和分析处理。
27.步骤s1中间充质干细胞器官芯片的制备包括：采用标准电感耦合等离子体刻蚀制备具有图案的硅模板，利用复制模塑技术将硅模板上的图案转移至 pdms上，形成pdms模板，将分割好的pdms模板有微图案的一面轻轻放置在准备好的玻璃片上，静置一段时间以使两表面之间的气体排出，形成用于毛细填充的微通道，用微量移液器吸取一定量填充物溶液，滴加在微通道入口处，在毛细力的作用下，溶液会自发的快速填充微通道，待乙醇从
乙醇溶液中完全挥发，在微通道中留下固态。
28.干细胞器官芯片由三层结构设计，包括pdms控制层、pdms流体层和玻璃载玻片，玻璃载玻片的顶端设置有pdms流体层，pdms流体层的顶端设置有 pdms控制层。
29.步骤s2中的间充质干细胞导入具体方法为：
30.步骤一：通过注射器注射器将70％酒精注入微管道和微腔体，放入超净台内经紫外灯照射过夜同时挥发掉酒精；
31.步骤二：导入细胞前用添加5％胎牛血清和2％青霉素和链霉素双抗液的完全细胞培养液dmem灌注孔道和腔体，将芯片整体移入直径9cm的一次性细胞培养皿内，1小时后用注射器吸除上述液体导入间充质干细胞，将培养好的 huvec经胰酶消化后用含有上述完全细胞培养液制成10
°
cells/ml的细胞悬液，用注射器注入细胞被腔室，当微缝处捕获满细胞后，结束细胞导入
32.步骤三：将储液池内储满完全细胞培养液，使微管道内液体缓慢流动，同时将pdms上，盖满细胞培养液以防微管道内培养液挥发，盖上细胞培养皿盖，然后将间充质干细胞器官芯片和培养皿一起移入含5％co2和95％湿度的细胞培养箱内继续培养约10天等待细胞长满整个微管道和膨胀部分。
33.步骤s3中的干细胞进行疗法实验具体为：通过微量注射器对步骤s2中间充质干细胞器官芯片培养的细胞悬液进行抽取，用微量注射器刺穿治疗部位，使针管与治疗部位平行，向头端进针2cm左右，将细胞慢慢注入，术毕对治疗部位进行缝合。
34.步骤s3中的干细胞进行疗法实验还包括组织学观察：移植后分别在不同时间段取材，用恒冷箱切片机对取材部位连续冠状切片，片厚20um，然后在荧光显微镜下观察间充质干细胞的分布、迁移情况。
35.步骤s4中的疗法实验进行数据记录和分析处理：首先对实验数据的多个样本多个样本均数比较的单因素方差分析，根据分析的结果确定间充质干细胞器官芯片培养的间充质干细胞在治疗实验的具体表现特性。
36.实施例1，间充质干细胞疗法运用在肿瘤治疗中时，具体的为：
37.包括以下步骤：
38.步骤一：间充质干细胞器官芯片的制备，采用标准电感耦合等离子体刻蚀制备具有图案的硅模板，利用复制模塑技术将硅模板上的图案转移至pdms 上，形成pdms模板，将分割好的pdms模板有微图案的一面轻轻放置在准备好的玻璃片上，静置一段时间以使两表面之间的气体排出，形成用于毛细填充的微通道，用微量移液器吸取一定量填充物溶液，滴加在微通道入口处，在毛细力的作用下，溶液会自发的快速填充微通道，待乙醇从乙醇溶液中完全挥发，在微通道中留下固态；
39.步骤二：间充质干细胞导入间充质干细胞器官芯片培养，获得间充质干细胞悬液，通过注射器注射器将70％酒精注入微管道和微腔体，放入超净台内经紫外灯照射过夜同时挥发掉酒精，导入细胞前用添加5％胎牛血清和2％青霉素和链霉素双抗液的完全细胞培养液dmem灌注孔道和腔体，将芯片整体移入直径9cm的一次性细胞培养皿内，1小时后用注射器吸除上述液体导入间充质干细胞，将培养好的huvec经胰酶消化后用含有上述完全细胞培养液制成10
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cells/ml的细胞悬液，用注射器注入细胞被腔室，当微缝处捕获满细胞后，结束细胞导入，将储液池内储满完全细胞培养液，使微管道内液体缓慢流动，同时将pdms
上，盖满细胞培养液以防微管道内培养液挥发，盖上细胞培养皿盖，然后将间充质干细胞器官芯片和培养皿一起移入含5％co2和95％湿度的细胞培养箱内继续培养约10天等待细胞长满整个微管道和膨胀部分。
40.步骤三：选取步骤二中培养的充质干细胞进行疗法实验，通过微量注射器对步骤s2中间充质干细胞器官芯片培养的细胞悬液进行抽取，用微量注射器刺穿肿瘤部位，使针管与治疗部位平行，向头端进针2cm左右，将细胞慢慢注入，术毕对治疗部位进行缝合。
41.步骤四，根据步骤三中的疗法实验进行数据记录和分析处理，移植后分别在不同时间段取材，用恒冷箱切片机对取材部位连续冠状切片，片厚20um，然后在荧光显微镜下观察间充质干细胞的分布、迁移情况。
42.该制备的间充质干细胞在治疗肿瘤时，对防癌和抗癌药物有一定的反应能力初步具备了抗肿瘤药物筛选功能。
43.实施例2，间充质干细胞疗法运用在治疗脊髓损伤中时，具体的为：
44.步骤一：间充质干细胞器官芯片的制备，采用标准电感耦合等离子体刻蚀制备具有图案的硅模板，利用复制模塑技术将硅模板上的图案转移至pdms上，形成pdms模板，将分割好的pdms模板有微图案的一面轻轻放置在准备好的玻璃片上，静置一段时间以使两表面之间的气体排出，形成用于毛细填充的微通道，用微量移液器吸取一定量填充物溶液，滴加在微通道入口处，在毛细力的作用下，溶液会自发的快速填充微通道，待乙醇从乙醇溶液中完全挥发，在微通道中留下固态；
45.步骤二：间充质干细胞导入间充质干细胞器官芯片培养，获得间充质干细胞悬液，通过注射器注射器将70％酒精注入微管道和微腔体，放入超净台内经紫外灯照射过夜同时挥发掉酒精，导入细胞前用添加5％胎牛血清和2％青霉素和链霉素双抗液的完全细胞培养液dmem灌注孔道和腔体，将芯片整体移入直径9cm的一次性细胞培养皿内，1小时后用注射器吸除上述液体导入间充质干细胞，将培养好的huvec经胰酶消化后用含有上述完全细胞培养液制成 10
°
cells/ml的细胞悬液，用注射器注入细胞被腔室，当微缝处捕获满细胞后，结束细胞导入，将储液池内储满完全细胞培养液，使微管道内液体缓慢流动，同时将pdms上，盖满细胞培养液以防微管道内培养液挥发，盖上细胞培养皿盖，然后将间充质干细胞器官芯片和培养皿一起移入含5％co2和95％湿度的细胞培养箱内继续培养约10天等待细胞长满整个微管道和膨胀部分。
46.步骤三：选取步骤二中培养的充质干细胞进行疗法实验，通过微量注射器对步骤s2中间充质干细胞器官芯片培养的细胞悬液进行抽取，用微量注射器刺穿脊髓损伤部位，使针管与治疗部位平行，向头端进针2cm左右，将细胞慢慢注入，术毕对治疗部位进行缝合。
47.步骤四，根据步骤三中的疗法实验进行数据记录和分析处理，移植后分别在不同时间段取材，用恒冷箱切片机对取材部位连续冠状切片，片厚20um，然后在荧光显微镜下观察间充质干细胞的分布、迁移情况。
48.该制备的间充质干细胞在治疗脊髓损伤时，对脊髓损伤恢复具有较好的促进作用，促进脊髓损伤部位的愈合。
49.在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
50.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
51.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。