生物制品的制作方法、生物制品和应用技术

本发明专利技术提供了生物制品的制作方法、生物制品和应用，涉及生物材料技术领域。本发明专利技术提供的生物制品的制作方法，通过将微米颗粒溶液、有机纳米颗粒溶液和任选地水分别注入到培养板的同一培养孔内，形成微纳颗粒混合液，然后再将培养板中的微纳颗粒混合液进行干燥，最后对培养孔内排列出的多级微纳结构进行固定，得到生物制品；该制作方法利用颗粒自组装技术在培养板内快速制备出大量具有不同化学组成和表面拓扑结构的多级微纳米结构，所制得的生物制品实现了培养板与多级微纳结构的结合，为其在生物医药中的应用提供了基础。本发明专利技术还提供了采用上述生物制品的制作方法制得的生物制品，以及该生物制品在细胞黏附、增殖和分化等细胞培养领域中的应用。

【技术实现步骤摘要】
生物制品的制作方法、生物制品和应用
本专利技术涉及生物材料
，具体而言，涉及生物制品的制作方法、生物制品和应用。
技术介绍
材料表面理化特性(包括表面拓扑结构和化学组成)可调控细胞黏附、细胞增殖和细胞分化等行为；因此，制备具有特殊表面拓扑结构和化学组成的材料或工具不仅可以促进材料科学的发展，也可为细胞生物学研究提供多样化的材料基础；同时，材料表面理化特性对细胞行为调控的研究也可为材料表面的设计与制备提供理论指导，使材料表面达到特异性调控细胞行为的目的。用于细胞生物学研究的表面拓扑结构主要包括纳米管、纳米纤维、纳米沟槽、纳米柱和纳米孔、反蛋白石结构等。上述微纳表面拓扑结构的制备方法可分为“由上而下(top-down)”和“由下而上(bottomup)”两类。由上而下方法包括光刻蚀技术、电化学阳极氧化技术、电子束蚀刻技术与反应离子蚀刻技术等，其中，光刻蚀技术是制备精细表面微纳结构的有效方法，但是其制备过程耗时且昂贵，对仪器依赖性高，因此无法在生物领域被大量使用。分子自组装技术是由下而上方法中的典型一种。在自然界中，如蛋白石结构、动物与植物体内的复杂结构等，都是分子自组装的最佳案例。纳米颗粒自组装技术在光学及相关领域有较多报道，但利用此技术制备生物材料的报道并不多。目前尚无一种有效的方式能够快速且大量(高通量)制备具有不同化学组成以及表面拓扑结构的多级微纳米结构，并将其应用到生物细胞培养中。有鉴于此，特提出本专利技术以解决上述技术问题中的至少一个。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种生物制品的制作方法，该制作方法可利用颗粒自组装技术在培养板内高通量的制备出具有不同化学组成和表面拓扑结构的多级微纳米结构，且该生物制品可直接用于生物细胞培养。本专利技术的第二个目的在于提供一种生物制品，采用上述生物制品的制作方法制得。本专利技术的第三个目的在于提供一种上述生物制品的应用。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：本专利技术提供了一种生物制品的制作方法，包括以下步骤：(a)提供微米颗粒溶液、有机纳米颗粒溶液和培养板；(b)将所述微米颗粒溶液、有机纳米颗粒溶液和任选地水分别注入到所述培养板的同一培养孔内混合，形成微纳颗粒混合液；(c)将含有微纳颗粒混合液的培养板进行干燥，使培养孔内排列出多级微纳结构；(d)将培养孔内的多级微纳结构进行固定，得到生物制品。进一步的，在上述技术方案基础之上，步骤(a)中，所述微米颗粒溶液中的微米颗粒为无机微米颗粒和/或有机微米颗粒，优选为无机微米颗粒；优选地，所述无机微米颗粒包括SiO2微米颗粒、ZnO微米颗粒、TiO2微米颗粒或MnO2微米颗粒中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述有机纳米颗粒溶液中的有机纳米颗粒包括聚甲基丙烯酸甲酯纳米颗粒和/或聚苯乙烯或其衍生物纳米颗粒。进一步的，在上述技术方案基础之上，步骤(a)中，所述微米颗粒溶液中微米颗粒的质量分数为5-15％；和/或，步骤(a)中，所述微米颗粒溶液中微米颗粒的粒径为1-10μm；和/或，步骤(a)中，所述有机纳米颗粒溶液中有机纳米颗粒的质量分数为5-15％；和/或，步骤(a)中，所述有机纳米颗粒溶液中有机纳米颗粒的粒径为50-800nm。进一步的，在上述技术方案基础之上，步骤(b)中，所述微米颗粒溶液、纳米颗粒溶液和任选地水分别通过全自动分注系统注入到所述培养板的同一培养孔内；和/或，步骤(b)中，式1：V1＝A*S/(w1/ρ1/v1)，其中，V1为同一培养孔内所需加入的微米颗粒溶液的体积，A为0.7-0.9，S为培养孔的底面积，w1为微米颗粒溶液中微米颗粒的质量分数，ρ1为微米颗粒溶液中微米颗粒的密度，v1为微米颗粒溶液中单个微米颗粒的体积；式2：V2＝(1-A)*S/(w2/ρ2/v2)，其中，V2为同一培养孔内所需加入的有机纳米颗粒溶液的体积，A为0.7-0.9，S为培养孔的底面积，w2为有机纳米颗粒溶液中有机纳米颗粒的质量分数，ρ2为有机纳米颗粒溶液中有机纳米颗粒的密度，v2为有机纳米颗粒溶液中单个有机纳米颗粒的体积。进一步的，在上述技术方案基础之上，步骤(b)中，采用蛋白质溶液或聚多巴胺溶液对所述培养板的培养孔进行表面处理后，对所述培养板进行任选地等离子体处理，再将所述微米颗粒溶液、有机纳米颗粒溶液和任选地水分别注入到所述培养板的同一培养孔内；优选地，步骤(b)中，所述表面处理包括将蛋白质溶液和/或聚多巴胺溶液加入到培养孔内，室温静置30-60min的步骤；优选地，步骤(b)中，所述蛋白质溶液和/或聚多巴胺溶液的质量分数为0.01-1％；优选地，步骤(b)中，所述蛋白质溶液包括明胶溶液和/或胶原蛋白溶液；优选地，步骤(b)中，所述等离子体处理时所采用的气体包括空气、氧气或氩气中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(b)中，所述等离子体处理时的时间为0.5-10min，功率为20-300W。进一步的，在上述技术方案基础之上，步骤(c)中，所述干燥的温度为20-60℃，所述干燥的时间为12-48h。进一步的，在上述技术方案基础之上，步骤(d)中，将培养孔内的多级微纳结构依次进行加热固定和有机溶剂固定。进一步的，在上述技术方案基础之上，步骤(d)中，所述加热固定包括将形成有多级微纳结构的培养板于90-99℃下加热1-24h的步骤；优选地，步骤(d)中，所述有机溶剂固定包括以下步骤：将有机溶剂加入到培养孔中，与加热固定后的多级微纳结构混合1-5s后排出；优选地，步骤(d)中，在所述有机溶剂固定中采用的有机溶剂为甲苯和乙醇的混合溶液，其中，甲苯和乙醇的体积比为1:(0.5-4)；优选地，步骤(d)中，将培养孔内的多级微纳结构依次进行加热固定和有机溶剂固定，然后进行等离子体处理，得到生物制品；优选地，步骤(d)中，等离子体处理时所采用的气体包括空气、氧气或氩气中的任意一种或几种的组合；优选地，步骤(d)中，等离子体处理时的时间为0.5-10min，功率为20-300W。本专利技术还提供了一种生物制品，采用上述的生物制品的制作方法制得。本专利技术还提供了上述生物制品在细胞培养中的应用；优选地，所述应用包括将所述生物制品进行紫外光杀菌处理，清洗，然后进行细胞培养。与现有技术相比，本专利技术提供的生物制品及其制作方法具有如下有益效果：(1)本专利技术提供了一种生物制品的制作方法，通过将微米颗粒溶液、有机纳米颗粒溶液和任选地水分别注入到培养板的同一培养孔内混合，形成微纳颗粒混合液，然后再将培养板内的微纳颗粒混合液进行干燥，最后对培养孔内排列出的多级微纳结构进行固定，得到生物制品；该制作方法利用颗粒自组装技术在培养板内高通量(快速与大量)的制备出具有不同化学组成和表面拓扑结构的多级微纳米结构，该生物制品实现了培养板与多级微纳结构的稳固结合，为其在生物医药中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物制品的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(a)提供微米颗粒溶液、有机纳米颗粒溶液和培养板；/n(b)将所述微米颗粒溶液、有机纳米颗粒溶液和任选地水分别注入到所述培养板的同一培养孔内混合，形成微纳颗粒混合液；/n(c)将含有微纳颗粒混合液的培养板进行干燥，使培养孔内排列出多级微纳结构；/n(d)将培养孔内的多级微纳结构进行固定，得到生物制品。/n

【技术特征摘要】
1.一种生物制品的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)提供微米颗粒溶液、有机纳米颗粒溶液和培养板；
(b)将所述微米颗粒溶液、有机纳米颗粒溶液和任选地水分别注入到所述培养板的同一培养孔内混合，形成微纳颗粒混合液；
(c)将含有微纳颗粒混合液的培养板进行干燥，使培养孔内排列出多级微纳结构；
(d)将培养孔内的多级微纳结构进行固定，得到生物制品。


2.根据权利要求1所述的生物制品的制作方法，其特征在于，步骤(a)中，所述微米颗粒溶液中的微米颗粒为无机微米颗粒和/或有机微米颗粒，优选为无机微米颗粒；
优选地，所述无机微米颗粒包括SiO2微米颗粒、ZnO微米颗粒、TiO2微米颗粒或MnO2微米颗粒中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述有机纳米颗粒溶液中的有机纳米颗粒包括聚甲基丙烯酸甲酯纳米颗粒和/或聚苯乙烯或其衍生物纳米颗粒。


3.根据权利要求1所述的生物制品的制作方法，其特征在于，步骤(a)中，所述微米颗粒溶液中微米颗粒的质量分数为5-15％；
和/或，步骤(a)中，所述微米颗粒溶液中微米颗粒的粒径为1-10μm；
和/或，步骤(a)中，所述有机纳米颗粒溶液中有机纳米颗粒的质量分数为5-15％；
和/或，步骤(a)中，所述有机纳米颗粒溶液中有机纳米颗粒的粒径为50-800nm。


4.根据权利要求1所述的生物制品的制作方法，其特征在于，步骤(b)中，所述微米颗粒溶液、纳米颗粒溶液和任选地水分别通过全自动分注系统注入到所述培养板的同一培养孔内；
和/或，步骤(b)中，同一培养孔内所需加入的所述微米颗粒溶液的体积以式1所示计算得到，所需加入的所述有机纳米颗粒溶液的体积以式2所示计算得到：
式1：V1＝A*S/(w1/ρ1/v1)，其中，V1为同一培养孔内所需加入的微米颗粒溶液的体积，A为0.7-0.9，S为培养孔的底面积，w1为微米颗粒溶液中微米颗粒的质量分数，ρ1为微米颗粒溶液中微米颗粒的密度，v1为微米颗粒溶液中单个微米颗粒的体积；
式2：V2＝(1-A)*S/(w2/ρ2/v2)，其中，V2为同一培养孔内所需加入的有机纳米颗粒溶液的体积，A为0.7-0.9，S为培养孔的底面积，w2为有机纳米颗粒溶液中有机纳米颗粒的质量分数，ρ2为有机纳米颗粒溶液中有机纳米颗粒的密度，v2为有机纳米颗粒溶液中单个有机纳米颗粒的体积。

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏元，林姣，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44