一種組織工程微模塊的預處理液制造結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及組織工程微模塊領域，特別涉及一種組織工程微模塊的預處理液制造結構。
【背景技術】
[0002]當前組織工程微模塊面臨著細胞損失大、活性低等問題，特別是其中的3D生物打印技術領域。
[0003]基于微模塊打印是組織工程的一個新興的方法，這種方法在凝膠(如海藻酸鈉)液滴的內部注入細胞，再將凝膠液滴固化為一個微模塊，這樣的殼/核(凝膠/細胞)結構避免了內部的活性細胞受到外部環境的影響，大大提高了生物打印過程中細胞的活性和穩定性，這種微模塊的方式也廣泛應用于細胞培養、藥物輸運和釋放等。
[0004]傳統的制造方法，如噴霧法，對細胞有很大的損傷，而且不能保證微模塊的形狀和尺寸，更不能控制殼/核厚度比。
[0005]另一方面，微流控芯片也稱為芯片實驗室。它利用微米尺度下流體的層流和低雷諾數等特點，對流體中的物質，如細胞、顆粒，或化學樣品等進行合成、分離、包裹、培養、檢測及篩選等操作。利用兩相不相容的特點，可以在微流控芯片內高通量地制造微液滴。其原理為:將兩種互不相溶的液體(或液體和氣體)同時注入微通道，其中一種為連續相(一般為油相或氣體)，另一種為分散相(細胞溶液)。兩相相遇時，在剪切力和表面張力的作用下，分散相斷裂成微液滴。
[0006]目前，主要采用T型或流動聚焦型的微流控芯片結構來產生微液滴，通過芯片通道的走向，和兩相壓力的調節，可以精確的控制微液滴的尺寸和形狀。
[0007]但是，這兩種結構產生的微液滴，細胞和凝膠是混合在一起的，即細胞均勻分布在凝膠中，最終固化后的微模塊是一顆顆實體的球體，而并非是滿足需求的殼/核結構。微模塊表面的細胞，則會因為接觸油相而死亡。微模塊內部的細胞，由于細胞與細胞之間間隔有凝膠，細胞被隔絕在一系列小空間里，不能有效增殖和迀徙。并且連續的油相會對細胞活性產生不可逆的損傷，必須讓細胞盡可能的不和油相接觸。因此，為了滿足3D生物打印、細胞培養、藥物輸運和釋放的需求，需要一種可靠的、簡易的、高效的實現殼/核結構微模塊的方法和芯片。
[0008]而本申請的結構，涉及到這種新的芯片中的核心結構。這種結構可以用于生成一種預處理液，再把這種預處理液通過上述方法或其他方法形成微液滴，進一步固化成組織工程微模塊。
【實用新型內容】
[0009]本實用新型的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種產生組織工程微模塊的預處理液的制造結構，所述預處理液是以細胞溶液為中心層流、鞘液為外圈層流的液體。
[0010]為了實現上述實用新型目的，本實用新型提供了以下技術方案:
[0011 ] 一種組織工程微模塊的預處理液制造結構，其包括:
[0012]第一通道，用于輸送細胞溶液；
[0013]第二通道，用于輸送鞘液；
[0014]第三通道；
[0015]所述第一通道、第二通道在一處交匯，在交匯處形成以所述鞘液包裹在細胞溶液外部的所述預處理液，從第三通道流出。
[0016]通過本申請的第一通道、第二通道、第三通道配合的方式，可以形成一種預處理液，其內部流體為細胞溶液，外層包裹的流體為鞘液。然后這種流體再通過【背景技術】中所述的方法，把所述預處理液形成單分散相的微液滴，最后固化為組織工程微模塊。
[0017]我們的方案所形成的微模塊即為滿足組織工程需求的所述殼/核結構。內部是細胞溶液，而外部為固化的凝膠殼體，對細胞給予很好的保護。相比較現有技術中的直接混合的方式，細胞活性非常高，是一個質的飛越。
[0018]作為本實用新型的優選方案，所述交匯處為一腔體，所述第一通道在所述腔體處的入口被腔體內部空間包圍，控制鞘液先流入腔體，填滿腔體后，細胞溶液再進入，因為入口被腔體內部空間包圍，就自然形成了包裹的結構，再由第三通道流出。
[0019]作為本實用新型的優選方案，所述第三通道與所述腔體連通處的口徑大于所述第一通道在所述腔體處的入口口徑，其可以使形成的預處理液不用被壓縮，不易產生湍流，這種結構的層流較穩定。
[0020]作為本實用新型的優選方案，所述第一通道分為第一段通道和第二段通道，所述第一段通道為恒徑段，且軸線為直線，所述第二段通道上設有彎曲部，所述第一段通道的一端連接所述交匯處，所述第一段通道的另一端與所述第二段通道相連，使進入所述交匯處的細胞溶液更穩定，便于形成所述預處理液的結構，而流出的預處理液也更穩定。
[0021]作為本實用新型的優選方案，所述第二通道包括第一段通道和第二段通道;所述第一段通道為恒徑段，且軸線為直線;所述第二段通道上設有彎曲部;所述第一段通道的一端連接所述交匯處，第一段通道的另一端與所述第二段通道相連，使流入交匯處的所述鞘液也更穩定，也方便調節壓力，形成的預處理液結構更完美。
[0022]作為本實用新型的優選方案，所述第一通道上的第一段通道的軸線和所述第三通道上的第一段通道的軸線重合，使得樣液趨于鞘液的中心，形成共軸的預處理液。
[0023]作為本實用新型的優選方案，所述第二通道的第一段通道與所述第一通道上的第一段通道夾角大于0°，小于等于90°，減小鞘液流入所帶來的阻力，防止細胞溶液的逆流，同時也使預處理液的內外層結構更穩定。
[0024]作為本實用新型的優選方案，所述第一通道、第二通道、第三通道的均為恒徑通道，即單個通道的橫截面面積保持不變，方便壓力控制，同時各個通道內的液體流速也更穩定。
[0025]作為本實用新型的優選方案，所述第二通道數量等于或大于兩個，分布在所述第一通道的第一段通道的兩側，從腔體的兩側持續灌入鞘液，更易形成預處理液的內外層結構，且結構對稱，方便壓力源控制壓力，使預處理液的形成效果更好。
[0026]作為本實用新型的優選方案，所述第二通道為偶數個，且對稱分布在所述第一通道的兩側，從腔體兩側灌入鞘液時，因為兩側的第二通道數量相同，所以更易控制流量、壓力等參數。
[0027]作為本實用新型的優選方案，所述第一通道、第二通道、第三通道的橫截面均為矩形，方便加工，比如進行光刻工藝。
[0028]作為本實用新型的優選方案，制造結構由兩塊芯片鍵合而成，單獨的芯片上設置有對應所述第一通道、第二通道、第三通道的組合槽，兩塊所述芯片鍵合后，所述組合槽配合構成所述第一通道、第二通道、第三通道，以及在所述第一通道、第二通道和第三通道的交匯處形成腔體，因為這個制造結構是非常小的一個結構，所以采用鍵合的方式加工，會簡單很多，加工快，成本更低，分開兩部分，單獨的芯片上用光刻技術進行光刻所述組合槽。
[0029]作為本實用新型的優選方案，所述第一通道、第二通道、第三通道分別的第一段通道的軸線均位于同一平面內，使本實用新型由兩塊芯片鍵合形成通道時，降低光刻的難度，同時更容易得到鞘液包裹樣液的結構。
[0030]作為本實用新型的優選方案，所述第一通道、第二通道、第三通道的橫截面均為圓形。
[0031]作為本實用新型的優選方案，所述第二通道與所述第一通道在所述交匯處的夾角大于0°，小于等于90°相比較于直