[發明專利]核殼結構球形致孔劑及其用于制備三維細胞支架

有效

• 申請號: 201210202659.6
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN102698667A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 陳際達;王天會;宋永婷;郭菊仙;林聰;羅浩;譚忠燕
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;A61L27/18;A61L27/56;C12N5/00
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 郭吉安

技術領域：

本發明屬于生物材料領域，特別涉及一種核殼結構球形致孔劑及其用于制備三維細胞支架。

背景技術：

三維細胞支架為種子細胞提供生長模板，引導組織再生，控制組織或器官的形狀，它在組織工程學起著關鍵性的作用。組織工程所用的細胞支架需要具有適宜的孔隙形狀、結構、大小、孔隙率和良好的孔隙連通性。以聚乙烯醇彈性微球為致孔劑的壓濾成型/粒子瀝濾法（Qi?Q?Q,?Chen?J?D?,?Gao?S?Z,?et?al.?Preparation?cell?scaffolds?with?well?defined?pore?structure?through?elastic?porogen/pressure?filtration?[J].?Advanced?materials?research,?2011,?236-238:1897-1901），通過調節致孔劑大小、壓縮比例實現了控制支架內部孔隙的大小、孔隙間通道尺寸，但是，聚乙烯醇微球在微波加熱過程中不能完全除盡；制備出的聚乙烯醇微球強度低，在壓濾成型過程中，微球變形性隨空間位置變化，當支架體積較大時，支架孔隙結構的均勻性較差、重現性不高，孔隙參數不能由實驗條件調節與控制，不利于工業化生產。

發明內容：

本發明的目的是為了解決壓濾成型/粒子瀝濾法制備支架中致孔劑的不足，提供一種外層具有一定彈性、內層強度較高的微球，即核殼結構的致孔劑，并利用該致孔劑與壓濾成型粒子/瀝濾技術結合制備孔隙結構參數可控的三維多孔細胞支架。

本發明所涉及的核殼結構球形致孔劑是通過下述方法獲得：其具體步驟如下：?

第一步?在砂磨機中配制碳酸鈣/海藻酸鈉懸浮液；

第二步?將第一步制得的懸浮液吸入注射器中，放置于注射泵上，在高壓靜電體系中的條件為:電壓在8-10kv，電極間距離為2cm；流速為10mL/h，針頭內徑為0.55mm，將液滴滴入固化液氯化鈣濃度為20%，固化交聯完全后，得到碳酸鈣/海藻酸鈣復合微球，即致孔劑微球的核，其粒徑在200-1000μm；

第三步?將第二步制得的微球過濾，用蒸餾水反復沖洗數次后，用無水乙醇除去微球表面的多余的水分，將微球置于自制的沸騰干燥裝置中，用壓縮空氣干燥至無水，篩分微粒，得到需要粒徑的微粒；

第四步?稱取第三步得到需要粒徑的微粒，置于盛有EDTA溶液的燒杯中，反應至設定時間后，迅速過濾致孔劑，并轉入20%的氯化鈣溶液中浸泡1h，過濾，用蒸餾水反復沖洗至無游離鈣離子，即獲得核殼結構的致孔劑。

本發明的另一方面是將致孔劑微球用于制備三維細胞支架，其具體步驟為：?

第一步?配制PDLLA支架溶液；

第二步?將支架制備溶液、模具、致孔劑等置于三氯甲烷/二氧六環(V/V=5:2)蒸汽飽和的密閉操作箱內，在操作箱內，將核殼致孔劑與支架溶液按1:1(V/V)混合均勻，轉入支架制備模具內，用分布有微孔的壓濾板對混合物施壓；

第三步?將致孔劑/支架溶液復合物連同磨具迅速置于-45?℃低溫環境，冷凍、固化定型18h及以上；

第四步?迅速脫模后用冷凍干燥機干燥7?h；

第五步?將復合物浸入蒸餾水中30min；

第六步?將步驟⑤中的復合物取出用刀切去上下面，浸泡在用2mol/L?的EDTA溶液(pH=10)溶解致孔劑，每12h更換一次EDTA溶液，如此反復更換三次；

第七步?取出三維支架，用蒸餾水沖洗，充分干燥后獲得多孔PDLLA支架。

本發明所涉及的具有核殼結構的致孔劑克服了壓濾成型/粒子瀝濾法制備支架中致孔劑的缺點，致孔劑的外層海藻酸鈣凝膠具有一定彈性、內層碳酸鈣/海藻酸鈣強度較高的微球，采用該種致孔劑制備的多孔支架的孔隙參數可以方便地由實驗條件調節與控制，且制備工藝適合于工業化生產。?

附圖說明：

圖1是粒徑為200-1000微米的核殼球形微球致孔劑的形貌顯微鏡照片；

圖2是致孔劑與支架材料復合物的外觀照片；

圖3是三維細胞支架的外觀；

圖4是點光源透過多孔支架；

圖5是三維支架孔隙的細胞支架的掃描電鏡圖片（28倍）；

圖6是三維支架孔隙的細胞支架的掃描電鏡圖片（100倍）；

圖7是三維支架孔隙的細胞支架的掃描電鏡圖片（301倍）。

具體實施案例：