[發明專利]批量生產3D細胞球的培養基底的制備方法

有效

• 申請號: 202010985599.4
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112430565B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 呂蘭欣;梁琪;沈紅先;李猛;趙文軒;金春燕;王晶;胡書群
• 申請（專利權）人: 徐州醫科大學
• 主分類號: C12N5/00
• 分類號: C12N5/00;C08J9/42;C08L83/04
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 高麗

本發明公開了一種批量生產3D細胞球的培養基底的制備方法。所述方法先采用微流控技術制備直徑均一的明膠微球，通過表面皿獲得明膠微球的單層排列模板，加熱使其緊密排列后灌注PDMS，固化后采用水浴法除去明膠模板，獲得PDMS孔狀微陣列基底，最后將基底浸泡在F127溶液中，獲得3D細胞球的培養基底。本發明通過改變明膠微球的直徑，可獲得不同孔徑的PDMS孔狀微陣列基底，進而獲得不同尺寸的3D細胞球。本發明方法簡便易行，尺寸可控，成本低廉，適用于批量生產3D細胞球。

技術領域

本發明涉及一種批量生產3D細胞球的培養基底的制備方法，屬于生物醫用材料的制備技術領域。

背景技術

傳統的2D單層細胞培養很難恰當地反映出細胞的體內生長環境，進而可能造成細胞結構和組織功能的失真。相比之下，3D立體培養的細胞的形態和功能更加接近動物體內的真實生長狀況。另外，在腫瘤藥物篩選過程中，傳統的2D腫瘤細胞培養難以反映體內的真實狀況，導致體外測試有效的藥物在進行體內測試時失效。因此，體外培養3D腫瘤細胞球來模擬體內腫瘤情況至關重要。

現有的3D細胞球的制備方法包括光刻多孔板、強制浮動、攪動法、U底多孔板、GravityPlus 3D細胞懸滴系和GravityTrap ULA板等。但這些方法存在一定的局限性，例如兩側與管壁接觸不利細胞球形生長、產生的細胞球大小差異大、大規模制備受限、細胞球收集困難，或者需要較先進的設備等。而且市場上生產的3D細胞球培養基底價格昂貴，因此研制一種實用且價格低廉的批量培養3D細胞球的基底具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡便易行、尺寸可控、可批量生產3D細胞球的培養基底的制備方法。

實現本發明目的的技術方案如下：

批量生產3D細胞球的培養基底的制備方法，先通過微流控裝置制備直徑均一的明膠微球，通過表面皿排列獲得單層明膠支架，加熱使其緊密粘結獲得明膠微球單層模板，后灌注PDMS溶液并固化，水浴法溶解去除明膠微球，最后用F127修飾基底，獲得3D細胞球的培養基底，具體步驟如下：

步驟1，采用微流控技術制備明膠微球；

步驟2，將明膠微球逐滴從邊緣加入表面皿中，輕微震動表面皿使明膠微球單層排列，并使其浸沒于甲醇中，然后置于70℃～85℃加熱45～60分鐘使微球排列粘結成型，去除殘余的甲醇，獲得整齊排列的單層明膠微球模板；

步驟3，將聚二甲基硅氧烷(PDMS)的A液(預聚物，聚(二甲基甲基乙烯基硅氧烷))和B液(交聯劑，聚(二甲基甲基氫硅氧烷))按10:1的質量比配制，攪拌均勻，排空氣泡后滴加于單層明膠微球模板上，將PDMS-明膠復合物加熱至PDMS固化成型；

步驟4，將固化成型的PDMS-明膠復合物水浴加熱至明膠微球徹底溶解，獲得PDMS孔狀微陣列基底；

步驟5，將PDMS孔狀微陣列基底浸泡在聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物(F127)溶液中，最終獲得3D細胞球的培養基底。

步驟1中，微流控技術制備明膠微球采用本領域常規使用的方法。具體地，在本發明具體實施方式中，明膠溶液的濃度為8％(wt/v，g/mL)，用微流控裝置收集明膠微球，控制水相溶液流速為3～5mL/h，有機相流速為40mL/h，有機相通道的內徑為0.85～1.2mm，水相通道的內徑為0.3～0.45mm，收集溶液為甲醇溶液。更具體地，在本發明具體實施方式中，采用含3wt％Span80的甲苯為有機相。

作為優選，步驟2中，加熱溫度為80℃，加熱時間為50分鐘。

在本發明具體實施方式中，步驟3中，加熱溫度為37℃，加熱時間為4小時。

在本發明具體實施方式中，步驟4中，水浴溫度為45℃，加熱時間為8小時。作為優選，采用邊加熱邊攪拌的形式使明膠微球徹底溶解。