[發明專利]一種雙錐形圓管腔結構的水凝膠芯片的制備方法

有效

• 申請號: 201810066494.1
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108272532B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 萬瑋;王立秋;李艷;陳成敏;王雪瑩
• 申請（專利權）人: 山東省科學院能源研究所
• 主分類號: A61F2/06
• 分類號: A61F2/06
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

1.一種雙錐形圓管腔結構的水凝膠芯片的制備方法，所述水凝膠芯片內管腔結構為圓形，所述內管腔直徑從芯片一端到芯片另一端先逐漸減小然后再逐漸增大；

所述水凝膠芯片具有雙錐形圓管腔結構，所述芯片內管腔直徑最大處為300～1200μm，內管腔直徑最小處為100～600μm；

所述水凝膠芯片由水凝膠溶液澆筑模板后移除模板形成；所述移除模板是通過抽拉進行移除；

所述水凝膠溶液含有至少一種溫度敏感性材料或能夠通過化學反應凝固的材料；

所述水凝膠溶液還含有一種或多種為細胞提供營養的活性物質；

制備步驟包括：

1)采用模板原材料在高溫下拉伸形成雙錐形圓管結構的模板；

2)使用激光雕刻形成的方形盒狀框架將模板進行固定；

3)使用水凝膠溶液為原料，澆筑模板后移除模板形成雙錐形圓形管腔結構的水凝膠芯片。

2.根據權利要求1所述的水凝膠芯片的制備方法，其特征在于，所述芯片內管腔直徑最大處為300μ m，內管腔直徑最小處為100μm；或，所述芯片內管腔直徑最大處為500μm，內管腔直徑最小處 為122μm；或，所述芯片內管腔直徑最大處為700μm，內管腔直徑最小處為259μm；或，所述芯 片內管腔直徑最大處為900μm，內管腔直徑最小處為300μm。

3.根據權利要求1或2所述的水凝膠芯片的制備方法，其特征在于，所述水凝膠溶液中，溫度敏感性材料或能夠通過化學反應凝固的材料的質量百分濃度為0.1～50％；所述溫度敏感性材料或能夠通過化學反應凝固的材料選自明膠、瓊脂糖、基質膠、海藻酸鈉；所述水凝膠溶液的溶劑為pH在7.2～7.4的雙蒸水、磷酸鹽緩 沖液、細胞培養液或Tris-鹽酸緩沖液的任意一種。

4.根據權利要求3所述的水凝膠芯片的制備方法，其特征在于，所述水凝膠溶液中，活性物質的質量百分濃度為0.1～50％；所述活性物質選自活性肽、肝素、粘多糖、糖蛋白、殼聚糖、牛血清蛋白或膠原。

5.根據權利要求1或2所述的水凝膠芯片的制備方法，其特征在于，所述的模板通過模板原材料在高溫下拉伸形成；所述模板原材料選自玻璃管、可加熱金屬管、塑料管或橡膠管；所述的模板通過方形盒狀框架進行固定，所述方形盒狀框架是通過對聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PET)、橡膠板、硅膠板或環氧樹脂進行激光雕刻形成。

6.根據權利要求1所述水凝膠芯片的制備方法，其特征在于，所述步驟1) 中，模板的制備方法包括步驟：

(1)固定模板原材料兩端，所述模板原材料中間圍繞一圈可加熱環型金屬片；

(2)對模板原材料中間進行加熱，當模板原材料開始軟化時，測量環型金屬片的溫度，記為模板原材料的軟化溫度，拉伸溫度選擇為軟化溫度±0-30℃；

(3)對模板原材料中間進行加熱，環型金屬片升溫至拉伸溫度時，將模板原材料兩端向相反方向進行等力同軸拉伸形成雙錐形圓管結構的模板。

7.根據權利要求1所述水凝膠芯片的制備方法，其特征在于，水凝膠溶液為明膠、膠原和磷酸緩沖液的混合液，其中，明膠的質量百分濃度為12.5％，膠原的質量百分濃度為0.1％。

8.一種基于權利要求1-7任一項所述的制備方法制備得到的水凝膠芯片制備病理血管模型的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)水凝膠芯片入口通過連接針、硅膠管或塑料管與微量注射泵或蠕動泵相連，出口通過連接針、硅膠管或塑料管與廢液收集管相連；

(2)將細胞懸浮液灌注到水凝膠芯片通道內；

(3)細胞貼壁生長后，灌注細胞培養液或血液，形成病理血管模型。

9.根據權利要求8所述制備病理血管模型的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，細胞懸浮液含有干細胞或內皮細胞；所述步驟(3)中，在入口通過硅膠管連接流體控制器來運輸細胞培養液并模擬血液的流動。

10.根據權利要求8所述制備病理血管模型的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，用胰酶消化培養好的人臍靜脈內皮細胞，調整細胞密度至合適濃度5×10 ⁶cells/mL，經由入口灌注到芯片內，芯片放置于培養皿中，加入細胞培養液，放入細胞二氧化碳培養箱靜置培養。