用于研究流道的裝置制造方法及圖紙

本申請提供了一種用于研究流道的裝置，包括：基座；以及在基座中形成的模塊，該模塊包括：用于流道的主通道，該主通道具有用于加載流道的加載進口；在主通道中的培養室，用于流道的灌注和表面灌流中的至少一種；與主通道連通的至少兩個固定管線，用于在沿著該流道長度的至少兩個固定位置處提供該流道的固定。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于研究(investigate)流道(流動管道，flow conduit)的裝置。具 體地，本專利技術涉及可以適用于研究小尺寸的流道，如可灌注軟材料樣品或者小的可存活或 非存活生物脈管段的裝置，如基于芯片的裝置或芯片實驗室(lab-on-a-chip)裝置。
技術介紹
高血壓是一種達到流行比例的致死性病癥。高血壓的全球負擔預期增加60%，即 從 2000 年的 26. 4% (9. 72 億人)增加到 2025 年的 29. 2% (15. 6 億人) 盡管傳統上認為高血壓為老年性疾病，但是在 加速其發作和嚴重化的多種遺傳和生活方式因素的影響下，現在在年輕人中也很常見。高 血壓是許多疾病的主要風險因子，包括心臟病、中風和腎衰竭。由于目前我們對高血壓的理 解仍然不涵蓋其固有復雜性，所以絕大多數高血壓患者都是根據癥狀進行治療，而不是根 據病因進行治療。應該推進對于高血壓的認識以便改善這種情形。有一種正在提高的共識 在于，高血壓主要與主要源于血管樹末端部中的小阻力動脈而升高的外周血管阻力相關。關于血管結構和功能的現有認識主要來源于利用更易于進入的大的無阻力動脈 的實驗。遺憾的是，在大管道和小阻力動脈之間以及在來自不同血管床的阻力血管之間存 在著功能性差異。研究小阻力血管，很大程度上是由于通過實驗處理它們需要大量技術技 能。由于更好地理解調節阻力血管結構和功能的機制是改善治療高血壓策略的關鍵，所以 需要便于處理阻力動脈的技術。在利用這樣的小動脈嘗試進行其他研究時，例如在研究對 其他刺激(如藥物)的結構反應中也遇到類似的挑戰。這些挑戰也存在于其他類似的流道 (如在肺、胰腺和其他器官中發現的小管)的研究中。目前的方法和過程利用基于細胞的篩選、遺傳分析和藥理學工具并結合動物模型 以鑒別、測試和評估潛在藥物產品的安全性和效力。因此，該過程相對較長并且在進行人體 試驗之前僅有約千分之一的臨床前鑒別獲得成功。目前的方法經常是費時的，需要管理和對于研究人員進行培訓，并且經常導致可 用于研究的血管的百分比較低。對于研究這些小流道提供有效且標準化的方法仍然是個挑 戰。可應用于其他生物學流道、以及人工或工程化流道對于這些難題的解決方案將是有用 的。
技術實現思路
人們期望提供一種解決上述挑戰中的至少一些的能夠用于研究流道的裝置。如果 這樣的技術能夠成規模(根據比例改變大小，scalable)將是期望的。還期望一種用于監 測這些流道對于治療的反應，例如它們對于藥物化合物的反應的方法和裝置。本專利技術描述了一種用于研究流道的裝置。該裝置使得流道，包括小的可存活或非 存活生物學管道(例如阻力動脈)能夠在生理條件下被可逆地或不可逆地加載、固定和灌 注。該裝置可使得人、動物和植物來源的流道或人工管道在芯片或微裝置，例如微流體芯片或芯片實驗室裝置上進行固定和灌注。該裝置可以提供對于流道的功能分析和器官培養相 對優化的微環境、相對困難的管道插管(carmulation)過程的自動化、以及利用小且脆弱 的管道進行常規研究的能力。該裝置可以允許流道的結構和反應(響應，response)測試，例如在治療產品的鑒 別中。該裝置可以用來測試來自動物、人、植物和其他有機體的流道。流道可以來自任何 器官，并且可以包括人工或工程化管道。流道可以包括在有機體中發現的管道，如脂小管、 工程化血管、中空纖維、動脈、小動脈、靜脈、小靜脈、淋巴管、腸、輸精管、輸卵管、膽管、支氣 管、細支氣管、氣管、或任何其他類似的結構，以及在植物中發現的結構。該裝置也可以通過 利用它們的代表性管道而使得能夠在對于某些藥物、疾病、病癥或治療的篩選或評估中用 于一個個體或多組個體的靶向治療或個性化治療。該裝置可以是根據比例改變大小的和/或多路復用的(multiplexed)，可由接受 相對最低程度培訓的人員來處理并且與通常用于這些研究的其他裝置相比可以降低每個 實驗單元的成本。通過能夠實施統一處理，不管使用者的技能如何，該裝置都可以促進標準 化。相反，之前開發的用于阻力動脈分離和培養的傳統實驗程序通常需要在顯微解剖技術和專業化設備方 面接受過相對較高程度的培訓的技術人員。在一些方面，提供了一種用于研究流道的裝置，包括基座；以及在該基座中形成 的模塊，該模塊包括流道的主通道(main channel)，該主通道具有用于加載流道的加載入 口 ；用于流道的灌注和表面灌流(superfusion)中的至少一種的在主通道中的培養室；用 于在沿著流道長度的至少兩個固定位置處提供流道固定的與主通道連通的至少兩條固定 管線(fixation line)。在一些方面，提供了一種研究流道的方法，包括提供上述裝置；將流道加載到主 通道中；將流道固定在主通道中，其中流道的至少一部分在培養室中；用生理溶液對該流 道進行灌注或表面灌流；以及隨時間監測流道。所述裝置可以包含多個模塊(例如串聯或并聯布置)，并且可以另外地包括用于 溶解流道的至少一部分的溶解室(lysis chamber) 0該裝置可以用于研究小血管的結構和 功能特性。另外，該裝置可以用于研究血管發生和與血管有關的其他病癥，以及其他生物學 流道或非生物流道。該裝置可以用于個性化藥劑，以及用于開發藥物產品(pharmaceutical product)ο附圖說明現在將參考附圖，其通過本專利技術的示例性實施方式示出，并且其中圖1示出了在一種用于研究流道的裝置的模塊的示例性實施方式中加載流道的 示意性實例；圖2示出了一種用于研究流道的裝置的示例性實施方式的照片；圖3示出了一種用于研究加載有動脈的流道的裝置的示例性實施方式的照片；圖4示出了一種用于研究在動脈灌注中使用的流道的裝置的示例性實施方式的 照片；圖5示出了在一種用于研究流道的裝置的示例性實施方式中的流道的固定的示 意性實例；圖6示出了在一種用于研究流道的裝置的示例性實施方式中的流道的固定的示 意性另一個實例；圖7-圖M示出了一種用于研究具有不同布圖設計的流道的裝置的示例性實施方 式；圖25-圖27示出了一種用于研究具有串聯設計的流道的裝置的示例性實施方 式；四示出了一種用于研究具有并排設計的流道的裝置的示例性實施方 式；圖30示出了一種用于研究具有集成光纖的流道的裝置的示例性實施方式；圖31示出了舉例說明利用用于研究流道的裝置測得的對苯腎上腺素的動脈反應 的圖表；圖32示出了舉例說明在用于研究流道的裝置中腸系膜血管的收縮的圖表；以及圖33示出了舉例說明在用于研究流道的裝置中在動脈上的比率測量值的圖像和 圖表。應當注意，在全部附圖中，相同特征用相同的標號指明。 具體實施例方式描述了一種用于研究流道的裝置。該裝置可以至少提供(i)對于生物學流道的 功能分析和器官培養的相對優化微環境，(ii)其他相對困難血管插管過程的自動化，以及 (iii)常規地研究極小且脆弱的管道(如阻力動脈)的能力。通過世界范圍內的實驗室和 醫院提供的(信息)，這些在構建基于人微循環的高血壓數據庫中可以是重要的要素。這種 裝置可以在從微血管的數據收集中提供建立全球標準的潛在有效手段。一般而言，這種裝置具有基座以及在基座中蝕刻、嵌入、模制、激光加工或其他方 式形成的模塊。該模塊包括流道的主通道、用于流道灌注和/或表面灌流的在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種用于研究流道的裝置，包括：基座；以及在所述基座中形成的模塊，所述模塊包括：所述流道的主通道，所述主通道具有用于加載所述流道的加載進口；所述主通道中的培養室，用于所述流道的灌注和表面灌流中的至少一種；與所述主通道連通的至少兩條固定管線，用于在沿著所述流道的長度的至少兩個固定位置處提供所述流道的固定。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：阿克塞爾·京特，
申請(專利權)人：多倫多大學管理委員會，
類型：發明
國別省市：CA