[0001] 本实用新型涉及微流控芯片技术领域，具体涉及一种体外血管支架评测用微流控芯片。

[0002] 心血管疾病患病率年年攀升，根据我国人口老龄化形势和人口增长率的情况，预计我国心血管疾病的患病率会在2030年增至50％，其严重性与普遍性不容忽视。而目前治疗心血管疾病最重要的一个治疗方式就是介入治疗法，其中血管支架的植入又是介入治疗中最常用的手段。研发新的更适用于人体复杂内环境的血管支架对缓解日益严峻的心血管疾病发病率有着重大意义。

[0003] 对于血管支架的相关研究来说，评测支架在植入血管后与血流及血管组织之间的互作效应是非常关键的一环，这关系到支架植入后临床不良事件的发生率以及术后晚期心血管疾病的复发率，保证支架能如预期发挥治疗作用并且不会产生其他致命的后期副作用。除此之外，研究其中的力-生物学机制也是探明心血管疾病发生及发展的重要推力，可以通过相关机制对支架本身或支架涂层进行特异性修饰改造，构建优化介入方案。

[0004] 目前，有关的评测研究实验通常局限在动物模型测试中。而动物实验限制因素颇多，诸如对动物生理状态和介入手术条件的把控、实验动物的饲养和动物模型构建费用等，还有准备周期长、准备程序繁复等缺点。然而支架的评测实验又是必不可少的。

[0005] 因此，为了能够使研究者能够快速便利的完成血管支架的评测实验，也为了能加快血管支架的研究进程，解决闭合性冠状动脉疾病的治疗问题，利用微流控技术，构建出体外进行相关评测实验的微流控循环腔装置是十分必要的。实用新型内容

[0006] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种体外血管支架评测用微流控芯片，以减少实验需求的时间成本和原料成本的消耗，确保多条件下实验的同一性，确保实验结果的可比性。

[0007] 为解决上述问题，本实用新型采用以下方案：

[0008] 一种体外血管支架评测用微流控芯片，主要由加样阀1、循环脉动微泵6、细胞培养池4组成。

[0009] 进一步，所述芯片呈圆形或矩形，在其中心位置加工有2个并排的圆柱形加样阀1；每个圆柱形加样阀1在同一截面直径线上加工有相对的2个开口，每个开口分别连接1条进样管2；所述每个进样管2各自通往各自的一个细胞培养池4，共4个细胞培养池4，与细胞培养池4内底部加工的盘状通道3相通。

[0010] 所述芯片中部在2个并排的圆形加样阀1之间加工有2个样品口8，2个样品口8之间加工有样品通道9相互连通，连通的样品通道9上加工有截止阀11；所述2个样品口8还各自加工有2条样品通道9分别与2个细胞培养池4连通。

[0011] 所述进样管2在2个加样阀1旁边各自加工有1条单向循环管10，连通加样阀1两头的进样管2；每条单向循环管10上都加工有截止阀11。

[0012] 所述加样阀1的圆柱形内部是阀体16，阀体16内部加工有一条上部开口，端头尺寸与进样管2配合的阀内通道14；阀体16顶端加工有阀钮15。

[0013] 进一步，所述4个细胞培养池4均匀分布在矩形芯片的四个角处，或圆形芯片对称的四个边处；在一对细胞培养池4之间加工安装有1个循环脉动微泵6，循环脉动微泵6串通在2条循环管5中间，2条循环管5分别与循环脉动微泵6两旁的细胞培养池4内的盘状通道3相连通。

[0014] 进一步，所述循环管5和进样管2是在细胞培养池4边的T型接口17处与盘状通道3共同连通的。

[0015] 进一步，所述盘状通道3沿细胞培养池4底面盘旋到细胞培养池4的中心处，与加工固定在中心处的支架实验管7相通；所述支架实验管7是一弹性材质的、高出细胞培养池4的空心管，其顶端开口处安装有取样塞头13；取样塞头13内部装有压力传感探头。

[0016] 所述取样塞头13能够穿入取样针头取样，所述支架实验管7的直径尺寸有不同规格，不同管径的血管支架12能够贴合套上。所述取样塞头13内部的压力传感探头能够将循环脉动微泵6在支架实验管7内产生的压力信号及间隔，传到显示器上。

[0017] 进一步，所述芯片的所有进样管2、盘状通道3、循环管5、样品通道9、单向循环管10、支架实验管7都是密封管道，这样能够保证所有管道均可受循环脉动微泵6产生的压力。

[0018] 本实用新型要解决的另一个技术问题是提供一种所述体外血管支架评测用微流控芯片的盘状通道3。

[0019] 为解决上述问题，本实用新型采用以下方案：

[0020] 所述盘状通道3，用离子交换膜封闭，保证盘状通道3内的离子溶液与细胞培养池4的溶液不能够相混合；所述盘状通道3中间有管道隔墙19，从T型接口17将盘状通道3分成2个盘状双小管18，保证了盘状通道3内的试剂能够在条循环管5和进样管2循环连通状态下的试剂循环。

[0021] 采用离子交换膜封闭可以保证盘状通道3内的离子试剂因浓度差一直渗透到细胞培养池4，并保持细胞培养池4离子浓度恒定。一方面，可以稳定芯片内，特别是盘状通道内环境状态稳定，酸碱度不会有大波动；另一方面，在病理环境模拟时，也有稳定的作用，比如模拟炎症导致的钙离子水平升高的体内状态。

[0022] 所述盘状通道3可以传递接受到的循环脉动微泵6产生的压力，又能够添加一些能够通过离子交换膜的试剂。

[0023] 本实用新型的有益效果在于：

[0024] 1)本发明的一种体外血管支架评测用微流控芯片可以减少了评测实验需求的时间成本和原料成本的消耗，克服了实验动物的饲养和动物模型构建费用等，还有准备周期长、准备程序繁复等缺点；

[0025] 2)本发明的一种体外血管支架评测用微流控芯片可确保多条件下实验的同一性，确保实验结果的可比性；

[0026] 3)本发明的一种体外血管支架评测用微流控芯片采用的离子交换膜，在保证在细胞培养区阳离子浓度的不变的同时有效的屏蔽了其他离子的干扰，实现了在实验过程中的严密性，使得实验反应与结果检测一体化，方便快捷。

[0039] 为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

[0040] 下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全的部实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

[0041] 实施例1一种体外血管支架评测用微流控芯片

[0042] 一种体外血管支架评测用微流控矩形芯片，如图1所示，主要由加样阀1、循环脉动微泵6、细胞培养池4组成，在其中心位置加工有2个并排的圆柱形加样阀1，每个圆柱形加样阀1在同一截面直径线上加工有相对的2个开口，每个开口分别连接1条进样管2；所述每个进样管2各自通往各自的一个细胞培养池4，共4个细胞培养池4，与细胞培养池4内底部加工的盘状通道3相通。

[0043] 所述4个细胞培养池4均匀分布在圆形芯片对称的四个边处；在一对细胞培养池4之间加工安装有1个循环脉动微泵6，循环脉动微泵6串通在2条循环管5中间，2条循环管5分别与循环脉动微泵6两旁的细胞培养池4内的盘状通道3相连通；所述循环管5和进样管2是在细胞培养池4边的T型接口17处与盘状通道3共同连通的；盘状通道3中间有管道隔墙19，从T型接口17将盘状通道3分成2个盘状双小管18；盘状通道3沿细胞培养池4底面盘旋到细胞培养池4的中心处，与加工固定在中心处的支架实验管7相通；所述支架实验管7是一弹性材质的、高出细胞培养池4的空心管，其顶端开口处安装有取样塞头13；取样塞头13内部装有压力传感探头。

[0044] 所述芯片中部在2个并排的圆形加样阀1之间加工有2个样品口8，2个样品口8之间加工有样品通道9相互连通，连通的样品通道9上加工有截止阀11；所述2个样品口8还各自加工有2条样品通道9分别与2个细胞培养池4连通。

[0045] 所述进样管2在2个加样阀1旁边各自加工有1条单向循环管10，连通加样阀1两头的进样管2；每条单向循环管10上都加工有截止阀11。

[0046] 所述芯片的所有进样管2、盘状通道3、循环管5、样品通道9、单向循环管10、支架实验管7都是密封管道；所述盘状通道3用离子交换膜封闭；所述加样阀1的圆柱形内部是阀体16，阀体16内部加工有一条上部开口，端头尺寸与进样管2配合的阀内通道14；阀体16顶端加工有阀钮15。

[0047] 所述取样塞头13能够穿入取样针头取样；取样塞头13内部装有压力传感探头能够将支架实验管7内的液体压力输出到显示器；所述支架实验管7的直径尺寸有不同规格，不同管径的血管支架12能够贴合套上。

[0048] 实施例2一种体外血管支架评测用微流控芯片

[0049] 一种体外血管支架评测用微流控圆形芯片，如图2所示，主要由加样阀1、循环脉动微泵6、细胞培养池4组成，在其中心位置加工有2个并排的圆柱形加样阀1，每个圆柱形加样阀1在同一截面直径线上加工有相对的2个开口，每个开口分别连接1条进样管2；所述每个进样管2各自通往各自的一个细胞培养池4，共4个细胞培养池4，与细胞培养池4内底部加工的盘状通道3相通。

[0050] 所述4个细胞培养池4均匀分布在矩形芯片的四个角处，在一对细胞培养池4之间加工安装有1个循环脉动微泵6，循环脉动微泵6串通在2条循环管5中间，2条循环管5分别与循环脉动微泵6两旁的细胞培养池4内的盘状通道3相连通；所述循环管5和进样管2是在细胞培养池4边的T型接口17处与盘状通道3共同连通的；盘状通道3中间有管道隔墙19，从T型接口17将盘状通道3分成2个盘状双小管18；盘状通道3沿细胞培养池4底面盘旋到细胞培养池4的中心处，与加工固定在中心处的支架实验管7相通；所述支架实验管7是一弹性材质的、高出细胞培养池4的空心管，其顶端开口处安装有取样塞头13；取样塞头13内部装有压力传感探头。

[0051] 所述芯片中部在2个并排的圆形加样阀1之间加工有2个样品口8，2个样品口8之间加工有样品通道9相互连通，连通的样品通道9上加工有截止阀11；所述2个样品口8还各自加工有2条样品通道9分别与2个细胞培养池4连通。

[0052] 所述进样管2在2个加样阀1旁边各自加工有1条单向循环管10，连通加样阀1两头的进样管2；每条单向循环管10上都加工有截止阀11。

[0053] 所述芯片的所有进样管2、盘状通道3、循环管5、样品通道9、单向循环管10、支架实验管7都是密封管道；所述盘状通道3用离子交换膜封闭；所述加样阀1的圆柱形内部是阀体16，阀体16内部加工有一条上部开口，端头尺寸与进样管2配合的阀内通道14；阀体16顶端加工有阀钮15。

[0054] 所述取样塞头13能够穿入取样针头取样；取样塞头13内部装有压力传感探头能够将支架实验管7内的液体压力输出到显示器；所述支架实验管7的直径尺寸有不同规格，不同管径的血管支架12能够贴合套上。

[0055] 实施例3血小板粘附实验

[0056] 采用实施例1所述的矩形血管支架实验用微流控芯片，将表面加工有不同涂层成分(涂层成分可以是多巴胺、PEI和药物)的血管支架12，在与之相配的支架实验管7上。加入相同的培养基,在装置中添加同等浓度的富血小板血浆，使其能匀速流过支架表面。实验温度37℃，实验时间1h，接种相同的细胞然后进行相关实验。后续实验结果的评测利用扫描电子显微镜(SEM)进行。此次检测每个浓度样本皆随机选择了六个放大倍数为3000的视野，如图9所示，A为2mg/ml多巴胺+5mg/ml PEI组；B为2mg/ml多巴胺+10mg/ml PEI组；C为2mg/ml多巴胺+15mg/ml PEI组；D为空白对照组，即没有涂层的316L不锈钢支架组，1表示未载药组，2为载药组。

[0057] 根据血小板形态和视野框中血小板的数量分析可知，在混合成膜的制作方法中，载药组合和未载药组相比，视野框中血小板的数量较少，更重要的是所粘附的血小板形态没有发生过多的改变，没有伪足伸出。在三个载药组当中，B-2组即2mg/ml多巴胺+10mg/ml PEI载药组合粘附数量最少，粘附的血小板形态大多呈圆形正常状态，激活程度低，在血小板粘附试验中效果相对较好。

[0058] 实施例4血管平滑肌细胞增殖实验

[0059] 1.将4组不同实验种类的支架(316LSS组、5mg/ml PEI+DA+GO+DTX coating组、10mg/ml PEI+DA+GO+DTX coating组和15mg/ml PEI+DA+GO+DTX coating组)在超净工作台中紫外正反面照射灭菌12h；

[0060] 2.在孔板中放入灭菌后的支架，加入平滑肌细胞悬液，让细胞在支架表面粘附；

[0061] 3.芯片灭菌，取上述支架置于芯片中，加入细胞培养基，再置于37℃、5％CO2培养箱中培养；

[0062] 4.将芯片在指定时间取出(1d、3d、5d)，取出支架放入新的孔板中，每孔加入500μL培养基和50μLMTS检测液，再重新放回37℃细胞培养箱中湿孵2h；

[0063] 5.取出孔板，摇匀反应液并吸取100μL加入96孔板中，置于酶标仪490nm波长处，测吸光度OD值。

[0064] 如图10所示，三组载药支架与316LSS裸片材支架的OD值之间在第1、3、5d皆存在显著性差异(p＜0.05)，其中在第5d，三组载药支架与316LSS裸片材支架之间存在极显著性差异(p＜0.01)。载药支架的OD值远远低于不载药支架和裸片材支架，说明该组涂层DTX(药物)搭载成功，并对平滑肌细胞的增殖表现出显著的抑制作用。

[0065] 以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。