[發明專利]一種三維多孔結構細胞培養支架的制備方法

有效

• 申請號: 202210810300.0
• 申請日: 2022-07-11
• 公開（公告）號: CN115212346B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 鄭文旭;余柏青;聶健良;周武藝;莊子瀚;余凌杰;傅肖子康;董先明;陳國光
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: A61L27/02
• 分類號: A61L27/02;A61L27/20;A61L27/18;A61L27/16;A61L27/36;A61L27/50;A61L27/52;A61L27/54;A61L27/56;B33Y70/10;B33Y80/00;C12N5/00
• 代理公司: 鄭州知勁專利代理事務所(普通合伙) 41193
• 代理人: 韓松

本發明屬于新材料和生物技術領域，具體公開了一種三維多孔結構細胞培養支架的制備方法，其支架基體主要組分按重量份算：聚己內酯60?85份、聚乙烯醇縮丁醛5?20份、殼聚糖2?10份、聚丙烯酸鈉2?10份和環氧大豆油1?5份，采用3D打印技術獲得微米級有序微孔，經造孔制備后獲得微納級微孔，經過凝膠修飾改性并交聯后獲得凝膠相的網絡貫穿的多孔結構，并采用介孔二氧化硅負載煙酸引入到培養支架中之后，明顯的提高了支架的親水性、生物相容性、細胞的貼壁粘附性及增殖生長性等，本文介紹的細胞培養支架具有良好的高效性、無毒性、可生物降解性等有點。

技術領域

本發明屬于新材料和生物技術領域，具體涉及一種三維多孔結構細胞培養支架的制備方法。

背景技術

隨著3D打印技術的不斷發展、應用和推廣，使用和體驗的人越來越多，應用的領域也是越來越廣泛了。如何將3D打印應用于細胞培養也已成為又一個熱點，例如，骨折、骨損、骨腫瘤等骨科醫療科學的骨細胞研究，皮組織細胞、口腔細胞、內臟各器官細胞等的培養，越來越多的科研人員都在研究，也報道或上市了一些產品。

傳統的細胞培養裝置、設備或支架都屬于二維的平面培養模式，雖然在一定程度上可以滿足很大一部分的產業需求，但也存在一些不足或缺陷，比如細胞在培養過程中增殖后細胞出現擁擠，部分無黏附著床空間，暴露在培養液表面等。三維培養支架的出現很好地解決了二維培養所存在的不足與缺陷，三維支架豐富的網絡空間結構可以給細胞的增殖和黏附提供更大的附著比表面積，提高細胞的產量和質量，減少細胞之間彼此的接觸和抑制，具有模擬人體或動物體的三維結構生長環境，有利于細胞與細胞之間及細胞與細胞外質之間的交互作用及代謝產物的排除，有利于細胞的分化及原屬性功能的表達。

目前，大部分的三維培養支架以蛋白、明膠、凝膠糖類、海藻酸鹽類等為原料，還有部分加入天然可降解或易降解高分子材料加以輔助，采用冷凍成型、模具成型、凝膠點膠或打印成型、靜電紡絲成型等得到三維細胞培養支架。這類三維培養支架都有一個明顯的缺陷就是支架的力學性能較差，脆性大，強度不夠；再者，也不利于營養物深度傳輸和細胞代謝物的排除，不利于細胞與支架的分離和獲取，且支架難以回收利用。此外，目前部分采用聚己內酯作為支架基體，由于其疏水性，不利于細胞的附著貼壁，且后期對聚己內酯支架的修飾也具有很大難度，如基體骨架的表面粗糙度、凝膠不易被牢固修飾在支架表面，且被修飾的凝膠過少起不了很好的作用，過多則會出現不利于營養物深度傳輸和細胞代謝物的排除，也不利于細胞與支架的分離和獲取等不良影響；故此，亟待開發一種既具有良好的細胞親和性、粘附性，又具有可實現的細胞分離獲取性，還具有可靠力學性能的三維細胞培養支架來滿足生產發展的需求。

中國專利（CN201510783345.3）公開了三維細胞培養支架及其制備方法，其特征為，所述的原料為透明聚苯乙烯與透明苯乙烯-丁二烯無規共聚物以質量比為（90-60）：（10-40）的復合物；其原料為疏水性的材料，不利于細胞的黏附，而經過等離子處理后會提升一定的細胞黏附率；此外聚苯乙烯與透明苯乙烯-丁二烯無規共聚物都為不可降解或難降解的高分子聚合物，不利于用后處理；而本申請采用的聚己內酯復合材料，既具有良好細胞相容性、親水性、生物可降解性，并結合凝膠的優點而修飾到支架中，大大的提高了培養支架的細胞黏附性，也保持了培養支架原有的力學性能和易分離等性能，還保持了培養支架的可生物自然降解特性，用后處理不對環境產生傷害，填埋、堆肥或再利用均可。

中國專利（CN202110722057.2）公開了用于修復跟腱缺損的3D打印支架及其制備方法，其特征為，所述的原料為Pluronic-F127與聚己內酯的酸性混合液，采用其所述的3D電流體噴射打印的方法制備得到打印支架，此液體打印方法類似于進程有序的直寫靜電紡絲，此方法不利于打印厚度比較大的支架，其打印的交接點每一層都交接兩次，會高出其平面，厚度越厚則越明顯，液體打印完經過蒸發干燥之后會出現明顯的收縮，得到的支架相對也是比較柔軟，其橫向網絡結構有很多被堆積在一起，也降低了其的比表面積及細胞可附著的場所。