用于细胞或组织培养的三维结构制造技术

特别的，本发明专利技术提供一种用于细胞或组织培养的装置，该装置包括三维结构，该三维结构进一步包括带有微珠和/颗粒的纤维。本发明专利技术还提供一种制备用于细胞或组织培养的装置的新方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于细胞或组织培养的Ξ维结构 巧关申请 本申请要求申请号为61/832, 074,申请日为2013年6月6日的美国专利申请的优 先权，该美国专利申请的内容全部引入本申请。
技术介绍
现有用于细胞或组织培养的标准装置是已经用了几十年的二维塑料盘。但是，运 种二维塑料盘不能模仿自然的细胞外基质环境。与二维细胞培养系统相比，在=维细胞培 养系统里的细胞的活性和细胞形状更接近于体内的细胞活性和形状。因此，特别是由于近 来生命科学的发展，例如再生性药物或治疗的研究的发展，增加了对具有Ξ维结构的细胞 培养装置的要求。 现有的声称包括Ξ维结构的细胞或组织培养装置多数由静电纺丝法制备而成。静 电纺丝法能够生产纤维，纤维聚集到一起形成无纺布。但是，运些传统的电纺纤维装置在用 于细胞或组织培养时具有许多缺点。例如，电纺无纺布通常具有较小的孔一一孔径几微米， 运些孔太小W至细胞不能充分穿过、进入到细胞培养装置的内部。另外，电纺无纺布太薄， 运些细胞培养装置不能提供实质上的Ξ维环境。而且，薄的电纺无纺布由于在体内或体外 实验过程中很容易折叠，很难控制。近来，有研究者将多层无纺布层叠在一起W使电纺无纺 布更厚。但是，分层产生了问题，该问题至今未解决。本专利技术能够克服运些缺点。
技术实现思路
本专利技术提供一种含有Ξ维结构的细胞或组织培养装置，所述Ξ维结构进一步包括 微珠。所述微珠全部或部分地混在纤维内，所述微珠通过化学或物理方式吸附在或吸附到 纤维的表面，或者，所述微珠分散在纤维之间的空隙里。本专利技术提供的装置是吸收性装置或 非吸收性装置。 本申请中，术语"微珠"能够和"颗粒"互换。 在一些实施方式中，本专利技术的装置中的Ξ维结构提供了可控制的、开放的（未封 闭的）细胞培养系统。例如，该Ξ维结构是松软的、含有开口的大孔。 在一些实施方式中，本专利技术的装置中的纤维在化学成份或物理性质方面可W彼此 相同或不同。同样的，本专利技术的装置中的微珠在化学成份或物理性质方面（例如亲水性，机 械强度，生物降解隆，重均分子量，或尺寸大小）可W相同或不同。 在一些实施方式中，本专利技术的装置中的纤维包括生物相容性或生物降解性材料。 在另一些实施方式中，所述纤维是生物高分子。在一些实施方式中，所述纤维是合成或天然 高分子材料，例如胶原蛋白，凝胶，壳聚糖，和玉米蛋白。 在一些实施方式中，所述纤维是低聚物，预聚物，或单体。在一些实施方式中，所述 纤维是高分子材料，例如聚苯乙締，聚締控，多糖，胶原蛋白，凝胶，玉米蛋白，聚乙締化咯 烧酬，径丙基甲基纤维素，聚环氧乙烧，聚乙締亚胺，聚乙締醇，聚酷胺，或聚氨醋。在一些实 施方式中，所述纤维是脂肪族聚醋。合适的脂肪族聚醋包括聚已酸内醋（例如，聚ε-已酸 内醋），聚乳酸，聚乙二醇，聚二氧六环酬，聚径基脂肪酸醋，或前述聚醋的共聚物。运些脂肪 族聚醋为经美国食品和药品监督管理局核准的用于人类临床使用，例如外科缝线和一些可 植入的装置的少数合成高分子材料中的一部分。在一些实施方式中，本专利技术的装置中的纤 维由适于人体内使用的脂肪族聚醋编织或制备而成。 在一些实施方式中，所述纤维是纳米纤维。在一些实施方式中，所述纤维经过物 理、化学或生物的表面处理，例如等离子体处理，或，用生物相容性材料处理。 在一些实施方式中，本专利技术的装置中的微珠是（1)细胞载体；(2)生物活性成份例 如生长因子，分化因子，药物小分子，生物大分子，或细胞粘着分子的存储区域或空间；（3) 当装置浸透饱合，支撑和维持装置的Ξ维结构；和/或（4)膨胀后打开孔。例如，微珠具有 活性，用W增强细胞的扩散、细胞的粘附、细胞的生长或细胞的分化。 本专利技术的装置中的微珠是无细胞毒性的。在一些实施方式中，所述微珠包括有机 材料、无机材料、合成材料、或天然材料。例如，全部或部分的微珠由下述材料制得，例如玻 璃，生物活性分子，生长因子，分化因子，细胞粘附分子，药物小分子，生物大分子，或吸收性 颗粒。或者，微珠包括或混合有生物活性分子，生长因子，分化因子，细胞粘附分子或蛋白， 药物小分子，或吸收性颗粒。例如，微珠形状的生物活性分子，生长因子，分化因子，细胞粘 附分子或蛋白，药物小分子，或吸收性颗粒，能够在纺丝过程中加入。 在一些实施方式中，微珠包括天然材料粉或球，例如胶原蛋白粉，凝胶粉，壳聚糖 粉，或玉米蛋白粉。运些天然材料的来源可W是人类、动物、或植物。 所述微珠里包含的合适的生物活性分子包括，但并不限于，生长因子，分化因子， 纤维状蛋白，粘附蛋白。生长因子包括血管内皮生长因子（VEGF)，胶原蛋白，成骨因子-0， 表皮细胞生长因子巧GF)，血小板衍生生长因子（PDGF)，神经生长因子（NGF)，成纤维细胞 生长因子（FGF)，膜岛素样生长因子（IGF)，转化生长因子（TGF)。分化因子的例子包括神经 营养因子，集落刺激因子（CSF)，和转化生长因子（TGF)。细胞粘附分子的例子包括免疫球 蛋白（Ig)超家族的成员，如免疫球蛋白超家族类细胞粘附分子（I拆FCAMS)-整联蛋白，巧 黏着蛋白，或选择蛋白。 吸收性颗粒（APorAPs)能够吸收或保存液体（例如，水）。吸收性颗粒吸水后 膨胀，尺寸增大。当吸收性颗粒吸收液体饱和，膨胀的吸收性颗粒使本专利技术的装置中的孔变 宽，装置的总的孔隙度升高。孔的尺寸和装置的总孔隙度也可W通过装置中含有的吸收性 颗粒的数量或颗粒的尺寸控制。 全部或部分吸收性颗粒包括下述材料或由下述材料制得，运些材料例如聚丙締酷 胺共聚物，乙締马来酸酢共聚物，交联的径甲基纤维素，聚乙締醇共聚物，交联的聚乙締化 咯烧酬，交联的聚环氧乙烧，淀粉接枝聚丙締腊共聚物，聚氨醋，聚丙二醇与环氧乙烧的加 聚物，凝胶，硅胶，交联的葡聚糖（降脂3号树脂），藻酸盐，琼脂，微生物纤维素，改性粘±， 或它们的混合物。 在一些实施方式中，本专利技术的装置是松软的厚的无纺布，所述无纺布包括可控制 的微珠结构。运种装置含有大的开口的孔。在其它一些实施方式中，运种装置的厚度是大 约0. 5mmto大约20mm;所述微珠的尺寸大于或等于10μm。 在一些实施方式中，本专利技术的装置中的Ξ维结构进一步包括基层，所述基层具有 至少一个表面，并且，带有微珠的一种或多种纤维能够设置于基层的表面上。所述表面可W 是放置纤维和/或微珠的支撑结构。例如，所述基层是薄膜或培养容器。在一些实施方式 中，所述基层包括玻璃、金属、或塑料（例如，无毒塑料）。 本专利技术的装置能够用于离体细胞或组织的培养，特别用于需要更多的细胞扩散的 细胞培养。当细胞悬液加到该装置上，细胞聚集物可W容易地附着到微珠上。细胞能够充 分地渗入并增殖进入该装置中。根据装置的类型，细胞能够自由或有序地进入装置内。在 一些实施方式中，本专利技术的装置包括排列成一条线的纤维，细胞沿成排列成一条线的纤维 渗入到装置内。 作为一个特别的例子，本专利技术的装置能够用作或用于神经再生装置。 在一些实施方式中，本专利技术的装置或装置中的纤维由现有的多种方法制得，现有 的方法例如纺丝工艺，包括合适的高分子材料的烙融纺丝、静电纺丝、气流纺丝（NGJ)、烙喷 纺丝、压出纺丝。优选的，本专利技术的装置通过静电纺丝工艺制得。 静电纺丝和当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于细胞或组织培养的装置，该装置包括三维结构，该三维结构包括至少一种纤维和至少一种微珠。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·天，L·M·弗雷泽，W·卡达芬南，
申请(专利权)人：SNS纳米光纤技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US