一种具有微柱阵列的细胞培养板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有微柱阵列的细胞培养板制备方法，包括：将聚合物加热至熔融状态；将熔融状态的聚合物从喷头中挤出形成聚合物液滴；控制喷头和距离喷头3mm‑10mm的导电收集板形成电压差，使喷头在导电收集板上行成聚合物纤维；控制喷头依次在所述导电收集板上各个预定位置点堆叠聚合物纤维，形成多个按阵列分布的聚合物堆柱，使导电收集板上形成设有多个聚合物微柱阵列的细胞培养基板。本发明专利技术中的制备方法，完全可以通过机器全自动化完成，制备过程和制备设备相对简单，且生产成本低，能够实现批量化的生产，扩展了具有微柱阵列的细胞培养板在生物技术方面的应用。

Cell culture plate with microcolumn array and preparation method thereof

The invention discloses a method for preparing a cell culture plate with a microcolumn array, which includes heating the polymer to the melting state, extruding a polymer from the spray head to form a polymer droplet, and controlling the electric pressure difference between the nozzle and the 3mm 10mm of the spray head, so that the nozzle is formed on the conductive collection board. Polymer fiber; the control nozzle stacked polymer fibers at each predetermined position point on the conductive collection board, forming a plurality of polymer column columns distributed in array, so as to form a cell culture substrate with a plurality of polymer microcolumn arrays on the conductive collection board. The preparation method of this invention can be completely completed by machine fully, the preparation process and the preparation equipment are relatively simple, and the production cost is low, the batch production can be realized, and the application of cell culture plate with microcolumn array in the biological technology is extended.

【技术实现步骤摘要】
一种具有微柱阵列的细胞培养板及其制备方法
本专利技术涉及细胞工程
，特别是涉及一种具有微柱阵列的细胞培养板制备方法以及一种具有微柱阵列的细胞培养板。
技术介绍
微柱阵列作为一种三维及拓扑结构的细胞培养基底，已经被证实能够调节细胞的行为，能够对细胞产生“接触引导”。微柱阵列在生物反应器、微系统、细胞生物传感器及药物筛选平台构建中具有重大的意义。微柱阵列的形成可采用的技术很多，例如，采用光刻技术将基底图案化，但是光刻过程需要洁净的空间和昂贵的设备，且加工过程采用的化学溶剂容易使生物大分子变性，使它们失去活性。还可以通过软刻蚀的方法，在基底上进行图案化，但所谓的软刻蚀仍需要通过经典的光刻蚀方法制备模具来进行微图形转移，生产步骤繁琐。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有微柱阵列的细胞培养板制备方法以及一种具有微柱阵列的细胞培养板，解决了具有微柱阵列的细胞培养板制备成本高，生产过程繁琐的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种具有微柱阵列的细胞培养板制备方法，包括：将聚合物加热至熔融状态；将熔融状态的所述聚合物从喷头中挤出形成聚合物液滴；控制所述喷头和距离所述喷头3mm-10mm的导电收集板形成电压差，使所述喷头在所述导电收集板上行成聚合物纤维；控制所述喷头依次在所述导电收集板上各个预定位置点堆叠所述聚合物纤维，形成多个按阵列分布的聚合物堆柱，使所述导电收集板上形成设有多个聚合物微柱阵列的细胞培养基板。其中，所述在距离所述喷头3mm-10mm的导电收集板上行成聚合物纤维包括：在和喷头之间的电压为2kv～15kv的导电收集板上形成聚合物纤维。其中，所述控制所述喷头和距离所述喷头3mm-10mm的导电收集板形成电压差；控制所述喷头依次在所述导电收集板的各个预定位置点堆积所述聚合物纤维，形成多个按阵列分布的聚合物堆柱具体包括：移动所述导电收集板，使未形成聚合物堆柱的预定位置点位于所述喷头的正下方；控制所述喷头和所述导电收集板之间形成电压差；所述喷头在所述预定位置点处堆叠的聚合物纤维形成聚合物堆柱；控制所述喷头和所述导电收集板之间的电压差为零；重复执行所述移动所述导电收集板，使未形成聚合物堆柱的预定位置点位于所述喷头的正下方的操作，直到所有预定位置点均形成聚合物堆柱。其中，在形成多个按阵列分布的聚合物堆柱之后，还包括：在和所述聚合物的熔点温度相差小于5℃的温度下，对所述聚合物纤维加热4min-6min，以便增强所述聚合物纤维在所述导电收集板上的粘附力。其种，所述将聚合物加热至熔融状态包括：在高于所述聚合物熔点10℃-20℃的温度下，将所述聚合物加热至熔融状态。其中，在形成多个按阵列分布的聚合物堆柱之后，还包括：通过紫外激光对所述导电收集板进行杀菌消毒。本专利技术还提供了一种具有微柱阵列的细胞培养板，采用如上任一项所述的具有微柱阵列的细胞培养板的制备方法制备而成，所述细胞培养板包括：导电收集板，呈阵列分布在所述导电收集板上的多个聚合物堆柱，其中所述聚合物堆柱高为1μm～100μm。其中，所述聚合物堆柱为PCL堆柱、PLA堆柱或PLGA堆柱中的任意一种聚合物。本专利技术所提供的具有微柱阵列的细胞培养板制备方法，通过采用用近场熔体静电纺丝技术在导电收集板上形成若干个呈阵列排布的聚合物纤维堆柱，从而获得具有由聚合物纤维堆柱组成的微柱阵列的导电收集板，也即是具有微柱阵列图案的细胞培养板。本专利技术中的制备方法，完全可以通过机器全自动化完成，制备过程和制备设备相对简单，且生产成本低，能够实现批量化的生产，扩展了具有微柱阵列的细胞培养板在生物技术方面的应用。本专利技术的提供的一种具有微柱阵列的细胞培养板，具有上述有益效果。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，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为本专利技术中实施例提供的具有微柱阵列的细胞培养板的制备方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例所提供的静电纺丝设备的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的在导电收集板上聚合物堆柱形成过程的示意图；图4为本专利技术实施例提供的形成聚合物堆柱的流程示意图。具体实施方式目前，能够形成具有微柱阵列的图案的细胞培养板，主要有光刻蚀技术和软刻蚀技术。对于光刻蚀技术，主要是利用紫外光将掩膜上的微柱阵列几何图案转移到基底上，具有较高的精准度。但是，光刻过程需要洁净的空间和昂贵的设备，并且对于实验者要求较高，限制了其在生物技术方面的应用。此外，光刻加工过程采用的化学溶剂容易使生物大分子变性，使它们失去活性。尽管在后续过程中会对化学溶剂进行清除，但是，也并不能够将化学溶剂完全清除干净，这对细胞的培养是非常不利的。还有另一种形成微柱阵列的图案的方法，也就是软刻蚀法，通过使用高分子聚合物，在有图案的底模上形成印章，达到复制微米甚至纳米尺度结构的目的。软刻蚀最大的优点在于制作过程简便，更加经济、方便和有效。但所谓的软刻蚀仍需要通过经典的光刻蚀方法制备模具来进行微图形转移，生产步骤繁琐。因此，本专利技术中的具有微柱阵列的细胞培养板及其制备方法，采用了一种新的形成微柱阵列的图案的方法，具体是采用近场熔体静电纺丝技术获得聚合物的微柱阵列，操作简单且生产成本低，且无需使用化学溶剂，扩展了具有微柱阵列的图案的细胞培养板在生物技术上的应用。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。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。如图1所示，图1为本专利技术中实施例提供的具有微柱阵列的细胞培养板的制备方法的流程示意图，该制备方法可以包括：步骤S101：将聚合物加热至熔融状态。具体地，该聚合物即为生成纤维的原始材料，比较常用的例如PCL(聚己内酯)、PLA(聚乳酸)和PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)，这几种材料都是已经通过美国FDA(美国食品和药物管理局)认证，是生物相容性较好的聚合物材料。进一步地，为了避免加热温度过低，导致聚合物无法形成熔融状态，或者加热温度过高，导致聚合物大分子被破坏的问题。一般而言，采用略高于聚合物熔点的温度对聚合物加热最为合适，在本专利技术的具体实施例中，可在高于聚合物熔点10℃-20℃的温度下，将所述聚合物加热至熔融状态，具体的可以是高于聚合物熔点温度10℃、12℃、14℃、16℃、18℃、20℃的温度。步骤S102：将熔融状态的聚合物从喷头中挤出形成聚合物液滴。步骤S103：控制喷头和距离喷头3mm-10mm的导电收集板形成电压差。对于实现静电纺丝技术的设备，可参考图2，图2为本专利技术实施例所提供的静电纺丝设备的结构示意图，如图2所示，加热系统2对喷头1中的聚合物质加热至熔融状态，而启动进给系统3对喷头中的熔融状态的聚合物产生挤压，使聚合物从喷头1下端挤出形成聚合物液滴，由于直流高压电源4使喷头和导电收集板5之间产生一定的电位差，从而使得聚合物在喷头1出口出形成泰勒锥，最终形成直径在纳米级的聚合物纤维，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有微柱阵列的细胞培养板制备方法，其特征在于，包括：将聚合物加热至熔融状态；将熔融状态的所述聚合物从喷头中挤出形成聚合物液滴；控制所述喷头和距离所述喷头3mm‑10mm的导电收集板形成电压差，使所述喷头在所述导电收集板上行成聚合物纤维；控制所述喷头依次在所述导电收集板上各个预定位置点堆叠所述聚合物纤维，形成多个按阵列分布的聚合物堆柱，使所述导电收集板上形成设有多个聚合物微柱阵列的细胞培养基板。

【技术特征摘要】
1.一种具有微柱阵列的细胞培养板制备方法，其特征在于，包括：将聚合物加热至熔融状态；将熔融状态的所述聚合物从喷头中挤出形成聚合物液滴；控制所述喷头和距离所述喷头3mm-10mm的导电收集板形成电压差，使所述喷头在所述导电收集板上行成聚合物纤维；控制所述喷头依次在所述导电收集板上各个预定位置点堆叠所述聚合物纤维，形成多个按阵列分布的聚合物堆柱，使所述导电收集板上形成设有多个聚合物微柱阵列的细胞培养基板。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在距离所述喷头3mm-10mm的导电收集板上行成聚合物纤维包括：在和喷头之间的电压为2kv～15kv的导电收集板上形成聚合物纤维。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述控制所述喷头和距离所述喷头3mm-10mm的导电收集板形成电压差；控制所述喷头依次在所述导电收集板的各个预定位置点堆积所述聚合物纤维，形成多个按阵列分布的聚合物堆柱具体包括以下步骤：步骤S1：移动所述导电收集板，使未形成聚合物堆柱的预定位置点位于所述喷头的正下方；步骤S2：控制所述喷头和所述导电收集板之间形成电压差；步骤S3：所述喷头在所述预定位置点处堆叠的聚合物纤维形成聚合物堆柱；步骤S4：控...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁烽，汤亚东，蓝兴梓，周颖，曾俊，杜志云，王晗，陈新度，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44