[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于微流控技術(shù)的聚合物微凝膠的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611064201.3
• 申請(qǐng)日: 2016-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106589412B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹曉東;馬婷;董華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08J3/075
• 分類(lèi)號(hào): C08J3/075;C08J3/24;C08H1/06;C08L89/06;C08L71/02;C12N5/00
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于微流控技術(shù)的聚合物微凝膠的制備方法，該方法步驟如下：a.將呋喃根和酪胺根改性的明膠分散在辣根過(guò)氧化氫酶的磷酸鹽緩沖液中，為分散相1；b.將PEG修飾劑分散在雙氧水磷酸鹽緩沖溶液中，為分散相2；c.將Pico?Surf?2的氟化油溶液稀釋?zhuān)瑸檫B續(xù)相；d.將連續(xù)相、分散相1和分散相2分別注入微流控芯片中，在微通道中形成W/O單乳液滴；e.將W/O單乳液滴收集到含Pico?Surf?2的氟化油中，在室溫下放置；f.過(guò)濾收集液，再用磷酸鹽緩沖液充分洗滌固化的明膠微凝膠粒子，轉(zhuǎn)移至磷酸鹽緩沖液中，得聚合物微凝膠。本發(fā)明制備的微凝膠，粒徑在300微米以下，粒徑分布均較窄，力學(xué)強(qiáng)度可調(diào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微凝膠的制備領(lǐng)域，具體涉及一種基于微流控技術(shù)的聚合物微凝膠的制備方法。

背景技術(shù)

聚合物微凝膠是微米尺度、具有三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠顆粒，通常情況下，因處于合適的溶劑中而呈現(xiàn)一種溶脹的狀態(tài)，具有良好的生物相容性。微凝膠因其尺寸可以控制在幾十到幾百微米之間，允許實(shí)現(xiàn)氧氣、營(yíng)養(yǎng)、和代謝產(chǎn)物的快速交換，因此，利用微凝膠材料作為細(xì)胞培養(yǎng)的載體，有利于更加精準(zhǔn)的細(xì)胞學(xué)研究【Zhang, W. J.; He, X. M.Microencapsulating and Banking Living Cells for Cell-Based Medicine. Journalof Healthcare Engineering 2011, 2, 427-446.】。

對(duì)于細(xì)胞的培養(yǎng)研究而言，傳統(tǒng)的二維平板培養(yǎng)細(xì)胞的方法不能真實(shí)的反映與模擬細(xì)胞生存的真實(shí)環(huán)境，因此對(duì)于其細(xì)胞學(xué)的研究是不夠準(zhǔn)確與真實(shí)的；微凝膠材料由其獨(dú)特的特點(diǎn)成為適宜的細(xì)胞載體，傳統(tǒng)制備微凝膠的方法主要有噴霧干燥法、反相乳液技術(shù)、凝聚法、以及剪切破裂法等，然而通過(guò)這些常規(guī)的方法來(lái)制備微凝膠，其尺寸均一性較難控制，并且試劑消耗量高。利用微流控技術(shù)制備的微凝膠，其尺寸可以控制在微米尺度，可以實(shí)現(xiàn)氧氣、營(yíng)養(yǎng)、生長(zhǎng)因子和代謝廢物等的快速輸送；其粒徑均一，單分散性好，該方法穩(wěn)定、可重現(xiàn)、可以在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的細(xì)胞包載的微凝膠【Velasco, D.; Tumarkin,E.; Kumacheva, E. Microfluidic Encapsulation of Cells in Polymer Microgels.Small 2012, 8 (11), 1633-1642.】。

微流控技術(shù)制備聚合物微凝膠的材料也有很多，主要包括天然高分子和合成高分子兩種，其大多數(shù)材料均會(huì)使用到光交聯(lián)反應(yīng)、邁克爾加成反應(yīng)和PH響應(yīng)等的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)微凝膠的制備，而這些反應(yīng)都會(huì)對(duì)細(xì)胞的活性和特性產(chǎn)生不利的影響，其制備過(guò)程將對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生不可逆的損傷【Gasperini, L.; Mano, J. F.; Reis, R. L. Natural polymersfor the microencapsulation of cells. J. R. Soc. Interface 2014, 11 (100),20140817.】。因此，在溫和條件下實(shí)現(xiàn)微凝膠的制備顯得尤為重要。

明膠是動(dòng)物皮膚、骨、肌膜等結(jié)締組織中的膠原的衍生物，具有良好的生物相容性和生物降解性；而通過(guò)呋喃根和鹽酸酪胺改性的明膠，可以在溫和條件下，既可以在辣根過(guò)氧化氫酶和雙氧水的作用下，發(fā)生酶交聯(lián)反應(yīng)，又可以與MAL-PEG-MAL發(fā)生Diels-Alder（DA）點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)，將這兩種反應(yīng)相結(jié)合；可以得到一種雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的水凝膠，使凝膠既具有韌性又具有一定的強(qiáng)度。

發(fā)明目的

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種基于微流控技術(shù)的聚合物微凝膠的制備方法，該方法利用微流控技術(shù)，在溫和條件下制備粒徑均一、尺寸可控、力學(xué)強(qiáng)度不同的Gelatin微凝膠，旨在解決傳統(tǒng)微凝膠制備方法中粒徑不均一、制備過(guò)程細(xì)胞有害等難題。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種基于微流控技術(shù)的聚合物微凝膠的制備方法，包括以下步驟：