本發(fā)明涉及微流控芯片，具體的說，是一種aml類器官模型及其構(gòu)造方法。

背景技術(shù)：

1、急性髓系白血?。╝cute?myeloid?leukemia，aml）系源自造血干細(xì)胞的克隆性血液系統(tǒng)惡性腫瘤。aml是成人中最常見的白血病形式，約占全球所有白血病的三分之一。aml的發(fā)病率一般報(bào)道為每年每10萬人中3-5人,?中國每年有8.5萬新發(fā)aml病例，5年生存率低于20%。隨著中國預(yù)期壽命的延長和人口老齡化，aml的發(fā)病率可能會(huì)顯著上升。aml患者的生存率是所有白血病中最低的。只有1?/?4的aml成人患者在診斷后存活超過5年。而且過去20年，aml的治療進(jìn)展緩慢，生存率無明顯提升。

2、當(dāng)前，針對(duì)aml患者的傳統(tǒng)治療方案主要采用“3+7”化療方案，該方案結(jié)合了蒽環(huán)類藥物如去甲氧柔紅霉素（idarubicin，ida）、柔紅霉素（daunorubicin，dnr）、米托蒽醌（mitoxantrone，mit）與標(biāo)準(zhǔn)劑量的ara-c。此外，cag方案（阿糖胞苷+阿克拉霉素+粒細(xì)胞集落刺激因子）和hag方案（高三尖杉酯堿+阿糖胞苷+粒細(xì)胞集落刺激因子）亦作為低強(qiáng)度化療方案被廣泛應(yīng)用。然而，根據(jù)既往的多項(xiàng)研究，傳統(tǒng)治療方案在aml患者中的整體療效并不理想，顯示出較低的緩解率和較短的中位總生存期（os）。

3、此現(xiàn)象主要?dú)w因于aml患者的高度異質(zhì)性，其預(yù)后較差，且部分患者無法耐受強(qiáng)化治療，以及疾病復(fù)發(fā)難治的特性。其根本原因在于aml細(xì)胞本身具有極強(qiáng)的腫瘤異質(zhì)性，多種基因突變的存在使得腫瘤細(xì)胞經(jīng)歷克隆進(jìn)化，形成不同的亞克隆。同時(shí)，腫瘤微環(huán)境的異質(zhì)性，如血管和氧供應(yīng)的差異、免疫細(xì)胞差異等，亦對(duì)患者產(chǎn)生耐藥性具有重要影響。這些不同的突變、表觀遺傳變異或下游異?？赡軐?dǎo)致患者呈現(xiàn)相似的臨床表現(xiàn)，但卻引發(fā)了不同的治療反應(yīng)，最終導(dǎo)致了治療效果的不佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種aml類器官模型及其構(gòu)造方法，以實(shí)現(xiàn)針對(duì)aml這種高度異質(zhì)性血液腫瘤，利用微流控與3d生物打印技術(shù)，構(gòu)建基于aml類器官的高通量藥敏檢測(cè)平臺(tái)的目的。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)手段：

3、一種aml類器官模型，采用3d生物打印成型，從上至下依次構(gòu)造有營養(yǎng)循環(huán)機(jī)構(gòu)、腫瘤細(xì)胞生長機(jī)構(gòu)、細(xì)胞外部刺激機(jī)構(gòu)以及內(nèi)皮細(xì)胞生長機(jī)構(gòu)；

4、所述營養(yǎng)循環(huán)機(jī)構(gòu)內(nèi)構(gòu)造有第一流道，所述第一流道內(nèi)安裝有第一測(cè)試電極；

5、所述腫瘤細(xì)胞生長機(jī)構(gòu)內(nèi)構(gòu)造有第二流道，所述第二流道中填充有通道墨水，所述第二流道中安裝有第二測(cè)試電極；

6、所述細(xì)胞外部刺激機(jī)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)造有相互連通的空腔以及送氣通道，所述送氣通道與所述空腔連通；

7、所述內(nèi)皮細(xì)胞生長機(jī)構(gòu)內(nèi)構(gòu)造有第三流道，所述第三流道的內(nèi)壁填充有外層墨水。

8、作為優(yōu)選的，所述營養(yǎng)循環(huán)機(jī)構(gòu)、腫瘤細(xì)胞生長機(jī)構(gòu)、細(xì)胞外部刺激機(jī)構(gòu)以及內(nèi)皮細(xì)胞生長機(jī)構(gòu)均采用核/殼型gelma-tgf-β1/明膠墨水體系作為型材成型；

9、所述型材通過同軸噴頭進(jìn)行成型，包括用于外噴頭的載組織細(xì)胞墨水和用于內(nèi)噴頭的載內(nèi)皮細(xì)胞犧牲墨水。

10、進(jìn)一步的，所述通道墨水采用以下方式進(jìn)行制備：

11、a1.將豬皮來源的明膠按15%的濃度添加進(jìn)pbs溶液中，在50℃水浴鍋中攪拌溶解30min，直至完全溶解；

12、a2.將丙烯酸甲酯（ma）緩慢加入明膠溶液中，溫度保持37℃，直到明膠溶液中ma濃度到達(dá)6%，反應(yīng)兩小時(shí)后取出，得到gelma；

13、a3.將gelma在去離子水中透析一周，冷凍干燥后取出5g?tgf-β1單體用pbs溶解于15%的gelma中，充分?jǐn)嚢?分鐘，制得gelma-tgf-β1；

14、a4.將gelma-tgf-β1與kg-1a細(xì)胞進(jìn)行混合，得到所述通道墨水。

15、更進(jìn)一步的，所述外層墨水采用以下方式進(jìn)行制備：

16、b1.從4周齡大鼠身上提取脂肪來源的間充質(zhì)干細(xì)胞；

17、b2.用間充質(zhì)干細(xì)胞完全培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，每兩天換一次液，細(xì)胞匯合達(dá)80%-90%的時(shí)候進(jìn)行傳代，傳代兩次后的細(xì)胞用于類器官培養(yǎng)；

18、b3.每105間充質(zhì)干細(xì)胞（mscs）與1ml的5%海藻酸鈉進(jìn)行等比例混合，即制成所述通道墨水。

19、更進(jìn)一步的，所述營養(yǎng)循環(huán)機(jī)構(gòu)、腫瘤細(xì)胞生長機(jī)構(gòu)、細(xì)胞外部刺激機(jī)構(gòu)以及內(nèi)皮細(xì)胞生長機(jī)構(gòu)從上之下依次疊加，且相鄰兩層之間構(gòu)造有單向?yàn)V膜。

20、更進(jìn)一步的，所述營養(yǎng)循環(huán)機(jī)構(gòu)上構(gòu)造有豎直貫穿的電極安裝孔，所述電極安裝孔穿過所述第一流道且伸入所述第二流道，所述電極安裝孔中裝配有測(cè)量電極，所述測(cè)量電極位于所述第一流道內(nèi)的部分作為所述第一測(cè)試電極，所述測(cè)量電極位于所述第二流道內(nèi)的部分作為所述第二測(cè)試電極。

21、更進(jìn)一步的，所述測(cè)量電極沿著所述第一流道內(nèi)液體流動(dòng)方向依次包括參比電極、酶傳感器以及對(duì)電極。

22、更進(jìn)一步的，所述第一流道的進(jìn)液端和出液端分別構(gòu)造于所述營養(yǎng)循環(huán)機(jī)構(gòu)的相對(duì)兩側(cè)壁，所述第三流道的進(jìn)墨端和出墨端分別構(gòu)造于所述內(nèi)皮細(xì)胞生長機(jī)構(gòu)的相對(duì)兩側(cè)壁，所述第一流道對(duì)于所述內(nèi)皮細(xì)胞生長機(jī)構(gòu)上的正投影與所述第三流道重合。

23、更進(jìn)一步的，所述第二流道的進(jìn)墨端和出墨端分別構(gòu)造于所述腫瘤細(xì)胞生長機(jī)構(gòu)的相對(duì)兩側(cè)，所述第二流道包括主流道以及單獨(dú)與每個(gè)所述第二測(cè)試電極連通的測(cè)量流道，所述測(cè)量流道上相對(duì)于所述第二測(cè)試電極的上游側(cè)設(shè)置有干膜阻斷層，所述主流道的兩端作為所述進(jìn)墨端和出墨端，所述主流道上還連通有測(cè)試道，所述測(cè)試道從所述腫瘤細(xì)胞生長機(jī)構(gòu)的側(cè)壁伸出連通有納米噴頭。

24、同時(shí)，一種前述的aml類器官模型構(gòu)造方法，包括以下步驟：

25、s1.配置通道墨水和外層墨水；

26、s2.利用3d打印成型所述內(nèi)皮細(xì)胞生長機(jī)構(gòu)，并向所述第三流道內(nèi)通入所述外層墨水，利用紫外光固化；

27、s3.利用3d打印在所述內(nèi)皮細(xì)胞生長機(jī)構(gòu)的上方成型所述細(xì)胞外部刺激機(jī)構(gòu)，利用紫外光固化；

28、s4.利用3d打印在所述細(xì)胞外部刺激機(jī)構(gòu)的上方成型所述腫瘤細(xì)胞生長機(jī)構(gòu)，并向所述第二流道內(nèi)通入所述通道墨水，利用紫外光固化；

29、s5.利用3d打印在所述腫瘤細(xì)胞生長機(jī)構(gòu)上方成型所述營養(yǎng)循環(huán)機(jī)構(gòu)；

30、s6.插入電極，構(gòu)成所述第一測(cè)試電極和所述第二測(cè)試電極。

31、本發(fā)明在使用的過程中，具有以下有益效果：

32、利用微流控和3d生物打印技術(shù)相結(jié)合的手段，制備aml類器官模型，模擬腫瘤異質(zhì)型，通過構(gòu)造可準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境來模擬更貼近真實(shí)情況的環(huán)境，來預(yù)測(cè)個(gè)體患者對(duì)療法的反應(yīng)，為藥物篩選和個(gè)性化治療提供研究和診斷基礎(chǔ)。

33、并且利用特定的生物墨水來對(duì)模型進(jìn)行搭建，確保了模擬環(huán)境的準(zhǔn)確性和可靠性。

34、能夠準(zhǔn)確的復(fù)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞所處的微環(huán)境條件，包括氧氣濃度、營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)以及酸堿度等關(guān)鍵因素，有效地模擬腫瘤細(xì)胞與周邊微環(huán)境中各類細(xì)胞間的復(fù)雜交互作用。