[發(fā)明專(zhuān)利]一種能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)的細(xì)胞培養(yǎng)載體

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110515431.1
• 申請(qǐng)日: 2021-05-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113184839B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬穎;李思儀;戢鴻澤;王健陽(yáng);王芊植
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沈陽(yáng)建筑大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C01B32/192
• 分類(lèi)號(hào): C01B32/192;C12N5/00;C12N5/077
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

本發(fā)明屬于生物材料領(lǐng)域，涉及一種能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)的細(xì)胞培養(yǎng)載體及其制備方法和使用這種細(xì)胞培養(yǎng)載體培養(yǎng)細(xì)胞的方法。本發(fā)明提出了一種能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)的細(xì)胞培養(yǎng)載體，所述培養(yǎng)載體以石墨烯氣凝膠為載體材料，通過(guò)在制備過(guò)程中調(diào)節(jié)石墨烯氣凝膠的楊氏模量，能夠讓同樣的細(xì)胞在培養(yǎng)載體上獲得不同的生長(zhǎng)狀態(tài)。采用本發(fā)明制備的不同楊氏模量的石墨烯氣凝膠作為細(xì)胞培養(yǎng)載體的載體材料來(lái)培養(yǎng)細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞的生長(zhǎng)情況會(huì)隨楊氏模量的增加而改善，可以方便地制成細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)不同的細(xì)胞生長(zhǎng)培養(yǎng)載體，或者在制成的細(xì)胞生長(zhǎng)培養(yǎng)載體上形成細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)不同的區(qū)域，有利于針對(duì)細(xì)胞的研究工作、組織工程和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等應(yīng)用或其他特殊應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物材料領(lǐng)域，涉及一種能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)的細(xì)胞培養(yǎng)載體及其制備方法和使用這種細(xì)胞培養(yǎng)載體培養(yǎng)細(xì)胞的方法。

背景技術(shù)

石墨烯被公認(rèn)為21世紀(jì)的“未來(lái)材料”和“革命性材料”，是由碳原子蜂巢狀排列構(gòu)成的具有單層原子厚度及大比表面積的新型二維納米材料。石墨烯具有石墨烯纖維、石墨烯帶、石墨烯薄膜、石墨烯紙和石墨烯氣凝膠等多維組裝形式以滿(mǎn)足不同的需求。而且石墨烯具有良好的生物相容性，是一種在細(xì)胞水平上非常安全的材料，擁有較好的生物降解特性、抗菌性能以及較低的細(xì)胞毒性作用，人們圍繞其特殊結(jié)構(gòu)以及獨(dú)特的物理化學(xué)及電學(xué)性能，構(gòu)造具有高通量、高靈敏度、高選擇性的生物相容性界面應(yīng)用于生物醫(yī)藥和生物診斷等領(lǐng)域。且已有很多用作細(xì)胞培養(yǎng)載體的相關(guān)報(bào)道。比如Yang等利用基質(zhì)細(xì)胞誘導(dǎo)老鼠的胚胎干細(xì)胞分化為多巴胺神經(jīng)元,與氧化石墨烯共載培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)石墨烯促進(jìn)老鼠胚胎干結(jié)胞的分化,因此得出結(jié)合其生物相容性高穩(wěn)定性,氧化石墨烯有望作為多巴胺細(xì)胞移植以及再生醫(yī)學(xué)的生物材料。中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所的黃慶課題組通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞在與不同濃度下的石墨烯氧化物(GO)納米片層進(jìn)行混合后，只表現(xiàn)出了細(xì)胞活性的升降，細(xì)胞并未因GO濃度的不同而死亡，得出GO具有良好的生物相容性。韓國(guó)的研究人員也曾報(bào)道：神經(jīng)干細(xì)胞在石墨烯表面生長(zhǎng)比在玻璃表面生長(zhǎng)時(shí)，分化成的神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的比例更大。可見(jiàn)現(xiàn)如今石墨烯的生物安全性對(duì)國(guó)內(nèi)外研究意義十分重大。

然而，包括石墨烯在內(nèi)的很多現(xiàn)有細(xì)胞培養(yǎng)載體雖然可以支持細(xì)胞的生長(zhǎng)，但其都具有自身的固有屬性，難以對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)的細(xì)胞培養(yǎng)載體，所述培養(yǎng)載體以石墨烯氣凝膠為載體材料，通過(guò)在制備過(guò)程中調(diào)節(jié)石墨烯氣凝膠的楊氏模量，能夠讓同樣的細(xì)胞在培養(yǎng)載體上獲得不同的生長(zhǎng)狀態(tài)。在要培養(yǎng)的細(xì)胞種類(lèi)相同的情況下，楊氏模量越高，培養(yǎng)載體負(fù)載細(xì)胞后，細(xì)胞在培養(yǎng)載體上的生長(zhǎng)狀態(tài)越好。

所述細(xì)胞培養(yǎng)載體的制備方法包括以下步驟：

步驟1：

制備大尺寸氧化石墨烯分散液：按照Hummers法或改進(jìn)Hummers法制備氧化石墨，本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉，Hummers法或改進(jìn)Hummers法包括將石墨進(jìn)行氧化和加入適量的雙氧水對(duì)殘留的氧化劑進(jìn)行還原的步驟，在所述Hummers法或改進(jìn)Hummers法進(jìn)行到雙氧水還原殘留氧化劑的步驟后，靜置取下層，分別用去離子水和稀HCl溶液洗滌后，透析至中性制得大尺寸氧化石墨烯分散液。

優(yōu)選的，采用下述的改進(jìn)Hummers法制備大尺寸氧化石墨烯分散液：

(1)將濃H₂SO₄(質(zhì)量濃度98％，mL)、K₂S₂O₈(g)、P₂O₅(g)和膨脹石墨按照配比范圍為1：(0.1～24)：(0.1～2)：(0.1～2)，將膨脹石墨、K₂S₂O₈、P₂O₅依次加入到濃H₂SO₄中并攪拌，加熱30～80℃反應(yīng)1～5h后冷卻至室溫洗滌至中性，室溫干燥20～48h得到預(yù)氧化石墨。