一种模拟三维解剖结构的人体微生理系统

本技术涉及微生理系统，尤其是指一种模拟三维解剖结构的人体微生理系统。

背景技术：

1、具有多个“器官”的微生理系统，也被称为人体芯片，为药物发现提供了强大的工具。这项技术能够预测候选药物对整个人体的影响，而不仅仅是对单个器官或组织的影响。为了准确地复制人体，人体芯片需要来自人体的细胞或组织。这方面的进展很快，2023年4月20日，中国国家药监局药物审评中心批准了一种利用来自ipscs的nk细胞的细胞疗法，这是一个重要的里程碑。然而，通过人体芯片实现对人体的全面模拟需要的不仅仅是使用人体细胞或组织。人体的三维特性及其复杂的解剖结构，也需要在人体芯片的设计和制造中加以考虑，因为它从根本上决定了器官间的交流和器官功能。

2、例如，肝脏在上腹部的位置并不是随机选择的，它是由各种因素决定的，包括大小、功能以及与邻近器官的复杂相互作用。当肝脏通过肝门静脉接收来自消化系统的营养丰富的血液时，这种位置有利于有效的血液处理和过滤。肝脏执行重要的任务，如代谢、解毒、营养储存和胆汁生产。它靠近胆囊和胰腺等重要结构，进一步支持消化和营养吸收。肝脏通过血管、胆管和神经组成的复杂网络与其他器官连接，实现与邻近生理实体的无缝沟通和协调。

3、同样，肾脏也强调了它位于腰后部腹膜后间隙内的特殊位置的重要性。这种经过深思熟虑而非随意选择的定位，是其在废物过滤、水和电解质平衡调节以及尿液产生中发挥关键作用的基础。其靠近主要血管，如肾动脉和静脉，可以优化肾脏对血液的过滤。此外，它们与膀胱相邻，为尿液通过输尿管提供了相对较短的通道。

4、传统的模拟人体的体外模型是人体芯片，然而目前的人体芯片仍然是二维的，未能考虑到人体的三维解剖结构，而这正是塑造器官相互作用和功能的关键，二维人体芯片忽略了由实际上每个器官在人体中固定的三维位置所导致的影响，难以忠实地模拟人体的复杂性和整体功能。

技术实现思路

1、为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中缺少一种基于三维解剖结构的模拟人体的体外模型的问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种模拟三维解剖结构的人体微生理系统，包括：

3、仿生模块，其包括头顶盖模块、头颈模块、心肺模块、腰腹模块、小臂模块、臀腿模块以及小腿模块；其中，头顶盖模块与头颈模块之间、心肺模块与头颈模块之间、小臂模块与心肺模块之间、腰腹模块与心肺模块之间、臀腿模块与腰腹模块之间、小腿模块与臀腿模块之间均可拆卸相连；当各所述仿生模块均处于连接状态时，构成仿生整体；

4、器官腔室，其对应人体结构设于所述仿生模块内，且任一所述器官腔室在仿生模块的表面上设有至少一个开口；

5、管路通道，其分布于所述仿生模块内；当所述仿生模块构成仿生整体时，头顶盖模块与头颈模块之间、心肺模块与头颈模块之间、小臂模块与心肺模块之间、腰腹模块与心肺模块之间、臀腿模块与腰腹模块之间、小腿模块与臀腿模块之间的管路通道均相连通，连通的管路通道形成至少两条独立的通路，所述通路与任一所述器官腔室相连通。

6、在本实用新型的一个实施例中，所述小臂模块设置有两个，其中一个小臂模块内设有第一小臂上行通道，所述第一小臂上行通道设有第一进液口，另一个小臂模块内设有第二小臂上行通道，所述第二小臂上行通道设有第二进液口；所述小腿模块设置有两个，其中一个小腿模块内设有第一小腿下行通道以及第二小腿下行通道，所述第一小腿下行通道设有第一出液口，所述第二小腿下行通道设有第二出液口，另一个小腿模块内设有第三小腿下行通道以及第四小腿下行通道，所述第三小腿下行通道设有第三出液口，所述第四小腿下行通道设有第四出液口。

7、在本实用新型的一个实施例中，所述心肺模块内设有第一心肺上行通道、第二心肺上行通道、第一心肺下行通道以及第二心肺下行通道，所述第一心肺上行通道与第一小臂上行通道相连通，所述第二心肺上行通道与第二小臂上行通道相连通；所述心肺模块内还设有至少三个向上开口的器官腔室。

8、在本实用新型的一个实施例中，所述腰腹模块内设有第一腰腹下行通道以及第二腰腹下行通道，所述第一腰腹下行通道与第一心肺下行通道相连通，所述第二腰腹下行通道与第二心肺下行通道相连通；所述腰腹模块内设有至少两个向上开口的器官腔室。

9、在本实用新型的一个实施例中，所述臀腿模块内设有第一臀腿下行通道以及第二臀腿下行通道，所述第一臀腿下行通道的上端与第一腰腹下行通道相连通，所述第一臀腿下行通道的下端分岔为两条第一支路，其中一条第一支路与第一小腿下行通道相连通，另一条第一支路与第三小腿下行通道相连通；所述第二臀腿下行通道的上端与第二腰腹下行通道相连通，所述第二臀腿下行通道的下端分岔为两条第二支路，其中一条第二支路与第二小腿下行通道相连通，另一条第二支路与第四小腿下行通道相连通；所述臀腿模块内设有至少两个向上开口的器官腔室。

10、在本实用新型的一个实施例中，所述头颈模块内设有第一头颈上行通道、第二头颈上行通道、第一头颈下行通道以及第二头颈下行通道；所述第一头颈上行通道与第一心肺上行通道相连通，所述第二头颈上行通道与第二心肺上行通道相连通，所述第一头颈下行通道与第一心肺下行通道相连通，所述第二头颈下行通道与第二心肺下行通道相连通；所述头颈模块内至少设有一个向上开口的器官腔室。

11、在本实用新型的一个实施例中，所述头顶盖模块内设有第一头顶盖通道以及第二头顶盖通道，所述第一头顶盖通道的两端分别与所述第一头颈上行通道以及第一头颈下行通道相连通，所述第二头顶盖通道的两端分别与所述第二头颈下行通道以及第二头颈下行通道相连通。

12、在本实用新型的一个实施例中，当所述仿生模块构成仿生整体时，所述头顶盖模块中的管路通道与头颈模块中的器官腔室相连通，所述头颈模块中的管路通道与心肺模块中的器官腔室相连通，所述心肺模块中的管路通道与腰腹模块中的器官腔室相连通，所述腰腹模块中的管路通道与臀腿模块中的器官腔室相连通。

13、在本实用新型的一个实施例中，所述头顶盖模块中管路通道与头颈模块中器官腔室间还设有血脑屏障；所述头颈模块内器官腔室中的液体通过血脑屏障与所述头顶盖模块内管路通道中的液体进行物质交换。

14、在本实用新型的一个实施例中，所述器官腔室包括脑培养腔室、眼培养腔室、鼻培养腔室、耳培养腔室、舌培养腔室、气管培养腔室、心脏培养腔室、肺培养腔室、肝-肠培养腔室、肾培养腔室、胃培养腔室、胰腺培养腔室、脾脏培养腔室、皮肤培养腔室、脂肪培养腔室、骨髓培养腔室、肌肉培养腔室、睾丸培养腔室以及肿瘤培养腔室。

15、本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下有益效果：

16、首先，本实用新型提供的模拟三维解剖结构的人体微生理系统具备高度仿真的人体结构和功能分区，通过仿生模块、器官腔室、管路通道的合理组合，确保了仿真效果的可靠性和准确性，良好仿生性有助于更准确地模拟人体器官之间的相互作用和整体功能，为药物筛选和精准医疗提供了可靠的研发实验平台。

17、其次，本实用新型中设置了至少两条彼此独立的通路，并通过管路通道连接各个仿生模块内的器官腔室，实现了不同体液的独立分类供给，使系统内的生理液体能够按照不同的通路进行流动，模拟了人体血液、淋巴等通道系统的分布和功能，为研究不同器官之间的相互作用和药物在整体人体中的影响提供了便利和准确性。