一种用于细胞培养的复合支架的制作方法_2

文档序号:10166954阅读:来源:国知局

[0025] 本实用新型中,所述支撑结构的材料包括非细胞毒性和不易降解的热缩性高分子 如:聚乳酸、聚左旋乳酸、ABS、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚己内 酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚磷酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚羟基丁酸戊 酸酯、聚羟基丁酸己酸酯、聚酯酰胺、聚氧乙烷等。
[0026] 本实用新型中,所述复合支架可单独使用,也可放入细胞培养器皿中配合使用。
[0027] 本实用新型中,对所述复合支架的使用形式不作限制,例如,当将复合支架置于细 胞培养平板孔中时,可独立的将其置于任一培养孔中,也可将多个复合支架连接成一体式 结构,每个支撑结构的端口二边缘相互连接,形成一体式结构,每个端口一分别与细胞培养 孔位置相对应。
[0028] 此外,本实用新型还一方面提供了一种制作用于细胞培养的复合支架的方法,包 括如下步骤:
[0029] (1)制备电纺液,在一定的电压、接收距离、流速、收集时间下进行静电纺丝,采用 接收器接收静电纺丝,得到纳米纤维膜支架结构;
[0030] (2)通过3D打印或注塑制作支撑结构,所述支撑结构包括中部封闭、两端分别具 有端口一和端口二的空腔结构;
[0031] (3)将步骤⑴得到的支架结构贴合在步骤⑵得到的支撑结构的端口一的端面 上,形成复合支架。
[0032] 本实用新型中,所述电纺液通过如下方法制备:将支架材料溶于一定的溶剂中, 得到电纺液;其中,所述支架材料选自以下组中的一种或多种:聚己内酯、聚乳酸、左旋聚 乳酸、聚乙醇酸、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚氨酯、聚磷酸酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、 聚甲基丙烯酸甲酯、聚羟基丁酸戊酸酯、聚羟基丁酸己酸酯、聚酯酰胺、聚氧乙烷、聚乙烯吡 咯烷酮、胶原蛋白、壳聚糖、改性壳聚糖、淀粉、纤维素、改性纤维素、明胶、纤维蛋白、丝素蛋 白、透明质酸、海藻酸、硫酸软骨素、肝素、琼脂、葡聚糖、褐藻酸;优选为聚己内酯、聚乳酸、 左旋聚乳酸、聚乙醇酸、聚乙烯醇、胶原蛋白中的一种或多种;更优选为聚己内酯、聚己内 酯-胶原蛋白混合物。
[0033] 所述溶剂可以为甲酸、乙酸、乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚 砜、六氟异丙醇、三氟乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、乙醇、氯仿、二噁烷、三氟乙烷、三氟 乙酸、水或它们任意比例的混合物。上述的支架材料和溶剂的重量和比例等可参照现有技 术。
[0034] 优选的,步骤(1)中所述电纺液为聚己内酯或聚己内酯-胶原蛋白混合物的六氟 异丙醇溶液。所述聚己内酯和胶原蛋白按重量比为1~3:1,优选为1. 5~2. 5:1,溶液的 浓度为5~10%,优选为6~8%。
[0035] 优选的,步骤(1)中所述静电纺丝的参数为:电压5~40KV、接收距离5~25cm、 流速0. 2~2. OmL/h、收集时间0. 2~2h。更优选的,电压10~20KV、接收距离10~20cm、 流速0. 5~lmL/h、收集时间0. 5~lh。
[0036] 优选的,步骤(1)中接收器为PBS缓冲液或盖玻片。
[0037] 优选的,步骤(2)通过3D打印制作支撑结构。优选的,通过计算机设计出3D支撑 结构,采用热熔喷头,使得熔融状态的材料按计算机控制的路径挤出、沉积,并凝固成型,得 到支撑结构。具体3D打印方法可参照本领域现有技术,本实用新型对此不作赘述。
[0038] 优选的,本实用新型支撑结构设计为适合细胞培养平板孔、培养室、培养瓶和/或 生物反应器的尺寸,具体可为本实用新型如前所述的支撑结构。
[0039] 本实用新型所述支撑结构的材料包括非细胞毒性和不易降解的热缩性高分子如: 聚乳酸、聚左旋乳酸、ABS、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚己内酯、聚 碳酸酯、聚氨酯、聚磷酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚羟基丁酸戊酸酯、 聚羟基丁酸己酸酯、聚酯酰胺、聚氧乙烷等。优选为聚乳酸。
[0040] 优选的,步骤(3)中通过粘接的方式进行贴合。更优选的,通过医用胶黏剂进行贴 合。
[0041] 本实用新型中,所述贴合也可通过超声或熔融焊接的方式进行贴合;所述医用胶 黏剂可为非细胞毒性的聚合物材料,如聚氨酯、天然橡胶、丙烯酸酯、胶原蛋白等,具体可 为,α -氰基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、骨水泥、芳香族多甲基丙烯酸聚氨酯等本领域常 规医用胶黏剂,本实用新型对此不作限定。
[0042] 本实用新型有益效果:
[0043] 1.本实用新型复合支架包括通过静电纺丝得到具有多孔结构的三维纳米纤维膜 支架结构,能够很好的模拟天然细胞外基质的结构特点。
[0044] 2.本实用新型复合支架中设计支撑结构,将支架结构贴合在支撑结构上,克服现 有技术中三维支架不易操作、刚性差、易受损的缺陷;使支架结构在转移和细胞培养中能承 受正常的机械操作,保证支架的多孔的结构不发生变形和受损。
[0045] 3.本实用新型复合支架可独立使用或与常规的细胞培养装置配合使用,且通过 合理设计支撑结构的结构和尺寸,使其能够更好的与二维培养作比对,此外,还可以实现二 维、三维共培养的目的。
【附图说明】
[0046] 图1本实用新型复合支架的结构示意图
[0047] 图2本实用新型支撑结构示意图
[0048] 图3本实用新型支撑结构三视图
[0049] 图4本实用新型固定环结构示意图
【具体实施方式】
[0050] 下面结合具体实施例及附图对本实用新型作进一步阐述,以下实施例仅用于说明 本实用新型而不用于限制本实用新型的范围,本领域的普通技术人员根据实施例所作出等 效变换或等效替代均包含在本实用新型的保护范围内。
[0051] 参见附图1-2,本实用新型用于细胞培养的复合支架1包括支架结构2和支撑结构 3,其中,支架结构2包括通过静电纺丝方法制得的纳米纤维膜,支撑结构3包括中部封闭、 两端分别具有端口一 4和端口二5的空腔结构6,支架结构2贴合在支撑结构3端口一 4的 端面上。
[0052] 本实用新型中,支撑结构做成适合细胞培养平板孔、培养室、培养瓶和/或生物反 应器的尺寸。在一个具体的实施方式中,支撑结构可做成适合细胞培养平板孔的尺寸,例如 6孔板、12孔板、24孔板、48孔板和96孔板。
[0053] 在一个具体的实施方式中,支撑结构设计为筒形,其横截面为圆形、纵截面为矩 形。
[0054] 在一个具体的实施方式中,参见附图3,支撑结构的横截面为圆形,纵截面为梯形, 且端口一 4的直径小于端口二5的直径。
[0055] 采用该设计,通过将端口 一的直径设计为小于端口二的直径,一方面,便于在细胞 实验中对常规的二维培养和本实用新型三维培养进行平行对比实验,支撑结构在细胞培养 平板孔中更稳定、不易滑落;另一方面,采用该设计可以使纳米纤维膜与培养器皿之间有一 段距离,使细胞更好的形成三维结构,也可实现细胞的共培养。
[0056] 本实用新型支撑结构的尺寸和形状的设计以细胞培养平板孔为例进行说明,当将 复合支架置于6孔板进行试验时,支撑结构端口二的直径可按照6孔板尺寸,端口一的直径 按照12孔板尺寸设计,此时复合支架中用于细胞培养的纳米纤维膜的尺寸也与12孔板尺 寸匹配,在进行平行对比试验时,二维对比组采用12孔板即可。同理,置于12孔板时,端口 二的直径按照12孔板尺寸,端口一的直径按照24孔板尺寸设计;置于24孔板时,端口二的 直径按照24孔板尺寸,端口一的直径按照48孔板尺寸;依次类推。
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