一种用于细胞培养的三维支架及其制备方法技术

本发明专利技术涉及细胞培养技术领域，尤其涉及一种用于细胞培养的三维支架及其制备方法。能够为细胞培养提供符合生产要求的三维支架结构，模拟体内培养环境，提高细胞的体外培养效果。一种用于细胞培养的三维支架，所述三维支架包括多孔支架材料，所述多孔支架材料的含水量小于等于1％；所述多孔支架材料包括：胶原和壳聚糖。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及细胞培养
，尤其涉及一种用于细胞培养的三维支架及其制备方法。
技术介绍
细胞培养泛指所有体外培养，其含义是指从动物活体体内取出组织，通过机械的方法或酶消化的方法将组织分离成单细胞，模拟体内生理环境等特定的体内条件下，进行孵育培养，使之生存并生长。常规的细胞培养模式包括二维细胞培养，是在细胞培养板如2、4、6、12、24、48、96孔细胞培养板或细胞培养瓶、生物反应器等中进行，细胞在培养基中以一种二维方式单层贴壁生长。然而，多项研究发现在体外二维培养的细胞的基因表达、信号转导和形态学都可能与在生物体内三维生长的细胞有差异。壳聚糖又称为脱乙酰甲壳素，是一种天然高分子材料，具有良好的生物相容性、血液相容性、安全性和微生物降解性，在医药、食品、化妆品、化工等领域的应用研究均取得了重大进展，胶原是构成细胞外基质的骨架，在生物、医药、化妆品等行业也具有广泛的应用价值。由于壳聚糖和胶原能够交联键合获得复合材料，该复合材料由于具有良好的生物相容性而被应用于生物敷料、皮肤支架材料等方面，能够促进细胞的生长，加快创面修复，而在细胞培养方面的应用还未见报道，尤其是三维细胞培养急需要开发出一种具有良好生物相容性、良好的稳定性和微循环特性的支架材料。
技术实现思路
为达到上述目的，本专利技术实施例提供一种用于细胞培养的三维支架及其制备方法，能够为细胞培养提供符合生产要求的三维支架结构，模拟体内培养环境，提高细胞的体外培养效果。一方面，本专利技术实施例提供一种用于细胞培养的三维支架，所述三维支架包括多孔支架材料，所述多孔支架材料的含水量小于等于1％；所述多孔支架材料包括：胶原和壳聚糖。优选的，所述三维支架还包括：包埋在所述多孔支架材料中或者贴合在所述多孔支架材料表面的纳米纤维膜，所述纳米纤维膜通过静电纺丝的方法制备获得。可选的，所述多孔支架材料还包括：交联剂，所述交联剂选自三偏磷酸钠、六偏磷酸钠和京尼平中的任意一种。优选的，所述三维支架为柱状。进一步的，所述三维支架的横截面为圆形。可选的，所述纳米纤维膜的孔径为100-1000nm。另一方面，本专利技术实施例提供一种如上所述的三维支架的制备方法，包括：步骤1)配制所述胶原-壳聚糖的乙酸溶液；步骤2)将所述胶原-壳聚糖的乙酸溶液脱泡后注入容器中，冷冻干燥，剪裁成预设形状，获得多孔支架材料；或者，选择具有多个孔的细胞培养孔板，其中，所述细胞培养孔板满足以下条件：所述细胞培养孔板包括设置在边缘的环绕孔以及由所述环绕孔包围在中心的中心孔；将所述胶原-壳聚糖的乙酸溶液脱泡后注入所述中心孔中至预设高度，在所述环绕孔内注入水至预设高度，对其进行冷冻干燥，获得多孔支架材料。优选的，所述方法还包括：步骤3)将纳米纤维膜裁剪成与所述多孔支架材料的表面形状一致的形状，将其贴合在所述多孔支架材料的表面，获得三维支架。可选的，所述将所述胶原-壳聚糖的乙酸溶液脱泡后注入容器中或者将所述胶原-壳聚糖的乙酸溶液脱泡后注入所述中心孔中至预设高度之前还包括：将所述纳米纤维膜裁剪成与所述容器或者所述细胞培养孔板的孔的横截面形状一致的形状，并置于所述容器或者所述中心孔中。进一步的，所述步骤2)中冷冻干燥之后还包括：对冷冻干燥后的产品依次进行中和处理和交联处理，并再次进行冷冻干燥处理。优选的，所述交联处理所采用的交联剂为三偏磷酸钠、六偏磷酸钠和京尼平中的任意一种。进一步的，所述交联处理的温度为30-50℃，时间为0.5-3h。本专利技术实施例提供一种用于细胞培养的三维支架及其制备方法，由于壳聚糖具有良好的生物相容性、血液相容性和安全性，胶原是构成细胞外基质的骨架，两者混合之后冻干能够获得具有多孔结构的支架材料，该多孔支架材料有利于细胞的粘附、生长，为细胞生长提供支撑，将其作为支架应用于细胞培养，能够模拟体内的三维培养环境，与二维培养方式相比，细胞的分化更接近于体内分化，使得细胞的基因表达、信号转导和形态学均能够获得有效研究。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种细胞染色图片；图2为本专利技术实施例提供的一种细胞在扫描电镜下的生长形态的扫描图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。一方面，本专利技术实施例提供一种用于细胞培养的三维支架，所述三维支架包括多孔支架材料，所述多孔支架材料的含水量小于等于1％；所述多孔支架材料包括：胶原和壳聚糖。本专利技术实施例提供一种用于细胞培养的三维支架，由于壳聚糖具有良好的生物相容性、血液相容性和安全性，胶原是构成细胞外基质的骨架，该多孔支架材料有利于细胞的粘附、生长，为细胞生长提供支撑，将其作为支架应用于细胞培养，能够模拟体内的三维培养环境，与二维培养方式相比，细胞的分化更接近于体内分化，使得细胞的基因表达、信号转导和形态学均能够获得有效研究。本专利技术的一实施例中，所述三维支架还包括：包埋在所述多孔支架材料中或者贴合在所述多孔支架材料表面的纳米纤维膜，所述纳米纤维膜通过静电纺丝的方法制备获得。通过加入纳米纤维膜，将纳米纤维支架与所述多孔支架材料两者相结合，能够相互支撑，克服纳米纤维膜在单独使用时刚性差、易损坏的缺陷，使得所述三维支架更接近三维立体形态，使得细胞生长更接近于三维形态，提升细胞的培养效果。其中，静电纺丝技术是指在静电作用下进行纺丝制备纤维膜的技术。通常所述纳米纤维膜具有三维多孔结构，孔径为纳米级。优选的，所述纳米纤维膜的孔径为100-1000nm。更优选为200-600nm。本专利技术的一实施例中，所述纳米纤维膜的材料选自聚己内酯、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、聚酯酰胺、聚氧乙烷、胶原蛋白、壳聚糖、淀粉、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、褐藻酸中的一种或者几种混合物。其中，所述纳米纤维膜可以通过生物胶或者医用胶黏剂贴合在所述多孔支架材料的表面。生物胶或者医用胶黏剂可以为非细胞毒性的材料，例如天然橡胶、丙烯酸酯、胶原蛋白等，在此不做限定。本专利技术的又一实施例中，所述多孔支架材料还包括：交联剂，所述交联剂选自三偏磷酸钠、六偏磷酸钠和京尼平中的任意一种。通过交联剂对所述壳聚糖和胶原进行交联处理，能够获得强度较高的复合材料，该复合材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于细胞培养的三维支架，其特征在于，所述三维支架包括多孔支架材料，所述多孔支架材料的含水量小于等于1％；所述多孔支架材料包括：胶原和壳聚糖。

【技术特征摘要】
1.一种用于细胞培养的三维支架，其特征在于，所述三维支架包括多孔支架材料，所述多孔支架材料的含水量小于等于1％；所述多孔支架材料包括：胶原和壳聚糖。2.根据权利要求1所述的三维支架，其特征在于，所述三维支架还包括：包埋在所述多孔支架材料中或者贴合在所述多孔支架材料表面的纳米纤维膜，所述纳米纤维膜通过静电纺丝的方法制备获得。3.根据权利要求1所述的三维支架，其特征在于，所述多孔支架材料还包括：交联剂，所述交联剂选自三偏磷酸钠、六偏磷酸钠和京尼平中的任意一种。4.根据权利要求1-3任一项所述的三维支架，其特征在于，所述三维支架为柱状。5.根据权利要求4所述的三维支架，其特征在于，所述三维支架的横截面为圆形。6.根据权利要求2所述的三维支架，其特征在于，所述纳米纤维膜的孔径为100-1000nm。7.一种如权利要求1所述的三维支架的制备方法，其特征在于，包括：步骤1)配制所述胶原-壳聚糖的乙酸溶液；步骤2)将所述胶原-壳聚糖的乙酸溶液脱泡后注入容器中，冷冻干燥，剪裁成预设形状，获得多孔支架材料；或者，选择具有多个孔的细胞培养孔板，其中，所述细胞培养孔板满足以下条件：所述细胞培养孔板包括设置在边缘的...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏搏超，孙贺，刘庆喜，张金花，崔雪峰，
申请(专利权)人：天津卫凯生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12