一种联合发泡水凝胶与细胞微球的组织再生的方法技术

本发明专利技术涉及一种联合发泡水凝胶与细胞微球的组织再生的方法，属于生物医药技术领域。方法包括制备发泡水凝胶和细胞微球，三维培养的脂肪干细胞球种植于发泡水凝胶中。本发明专利技术提供一种联合发泡水凝胶与细胞微球的组织再生的方法构建的组织再生模型，以及该模型的应用；通过本发明专利技术解决了水凝胶中细胞坏死率高以及干细胞分化不佳的组织再生中的关键性的问题；提出了一种优化水凝胶的有效解决方案，通过整合孔隙形成、细胞相容性、注射性和生物活性，加以联合种子细胞的优化，最大限度促进了组织的再生。组织的再生。组织的再生。

【技术实现步骤摘要】
一种联合发泡水凝胶与细胞微球的组织再生的方法


[0001]本专利技术涉及一种联合发泡水凝胶与细胞微球的组织再生的方法，属于生物医药


技术介绍

[0002]血管化组织工程脂肪的构建为组织(如乳房)缺损的修复提供了一种新的选择。然而，缺乏血管化环境和脂肪干细胞，以及成脂分化效率低阻碍了其应用。因此，本
亟需一种新的构建血管化组织工程脂肪的培养方法，该培养方法应有效促进细胞存活、迁移和成脂分化，并显著促进体内血管化脂肪组织再生。为血管化脂肪组织再生提供新的解决方案，为乳房修复重建建立通用的研究模型。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为解决如何有效构建血管化组织工程脂肪的技术问题。
[0004]为达到解决上述问题的目的，本专利技术所采取的技术方案是提供一种联合发泡水凝胶与细胞微球的组织再生的方法，包括制备发泡水凝胶和细胞微球，三维培养的脂肪干细胞球种植于发泡水凝胶中。
[0005]优选地，所述发泡水凝胶为发泡甲基丙烯酰明胶。
[0006]优选地，所述细胞微球的制备包括以下步骤：
[0007]步骤1：制作聚二甲基硅氧烷(PDMS)模具；采用一铝合金微孔板作为模板，铝合金微孔板底部包括方形截锥形体突起组成的结构表面；将PDMS以10：1比率混合主剂A与固化剂B，倒入一个底部有铝合金微孔板的培养皿中，并脱气以去除气泡；将获得的PDMS模具与模板分离；PDMS模具表面设有多个方形截锥形体的微孔；
[0008]步骤2：制备琼脂糖微孔板；将PDMS模具在75％酒精中浸泡2小时进行灭菌，然后取出并用无菌的PBS溶液进行冲洗；将琼脂糖溶液倒入PDMS模具中，固化后取出琼脂糖，琼脂糖置于24孔板孔的底部；
[0009]步骤3：在含有琼脂糖的24孔板中，每孔加入培养基并去除气泡；然后将细胞悬液接种，每孔中接种3*106个细胞，孵育3天，获得脂肪干细胞球。
[0010]本专利技术提供根据上述的一种联合发泡水凝胶与细胞微球的组织再生的方法构建的组织再生模型。
[0011]本专利技术提供上述的组织再生模型在非诊断方法和非治疗方法上的应用。
[0012]本专利技术提供根据上述的一种联合发泡水凝胶与细胞微球的组织再生的方法构建的再生组织。
[0013]本专利技术提供上述的再生组织在非诊断方法和非治疗方法上的应用。
[0014]优选地，所述应用包括在制备组织填充物上的应用。
[0015]优选地，所述应用包括在制备乳房组织填充物上的应用。
[0016]相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0017]本专利技术解决了水凝胶中细胞坏死率高以及干细胞分化不佳的组织再生中关键性的问题。发泡过程无需物理和化学发泡剂，对细胞没有损伤。多孔结构的水凝胶促进了氧气和营养物质的扩散，使被包围的细胞具有更强的生存能力。内源性细胞和周围组织更容易浸润，导致水凝胶中的血管迅速成型。发泡过程快捷且无污染，无需复杂设备，有利于快速推广临床化。本专利技术中3D脂肪干细胞微球替代传统的单层培养的细胞，实现更好的分化和脂肪再生。3D脂肪干细胞微球中的细胞处于一种微缺氧的状态，细胞分泌出更多的血管内皮生长因子(VEGF)等促血管关键性因子，进一步促进移植物中血管的形成。此外，3D脂肪干细胞微球由于模拟了细胞在体内的三维环境，细胞的抗凋亡性能也大大提高，更有利于细胞的存活。
[0018]本专利技术提出了一种优化水凝胶的有效解决方案，通过整合孔隙形成、细胞相容性、注射性和生物活性，加以联合种子细胞的优化，最大限度地促进了组织的再生。
附图说明
[0019]图1为发泡水凝胶的制备过程示意图。
[0020]图2为细胞微球制备过程示意图。
[0021]图3为GelMA水凝胶和脂肪再生模型制备过程示意图。
[0022]图4为支架植入体内两周后表面血管化对比图。
[0023]图5为铝合金微孔板以及细胞微球的形成图。
[0024]图6为四组水凝胶中血管化情况的对比图。
[0025]图7为四组支架中成脂情况对比图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：
[0027]如图1
‑
7所示，本专利技术提出了一种融合了气体发泡水凝胶和三维干细胞微球的脂肪再生策略。利用气泡发泡联合光固化技术对水凝胶进行优化，生成发泡甲基丙烯酰明胶(f
‑
GelMA)，为制备无毒多孔水凝胶提供了一种新策略，可显著促进再生组织的血管化。利用三维培养的脂肪干细胞球(s
‑
ADSC)替代二维培养的单层脂肪干细胞(m
‑
ADSC)，优化种子细胞促进成脂分化。基于f
‑
GelMA和s
‑
ADSC构建的培养模型在体外可有效促进细胞存活、迁移和成脂分化，并显著促进体内血管化脂肪组织再生。本专利技术为血管化脂肪组织再生提供了解决方案，为乳房缺损修复重建建立了通用的研究模型。此外，本专利技术提出的发泡技术可应用于各种水凝胶，并可联合添加多种微环境调节剂。因此，该系统也可为其他组织再生建立通用的研究模型。
[0028]如图1所示为发泡水凝胶的制备过程示意图；
[0029]水凝胶发泡：气体发泡法因为避免了低温和有机溶剂的使用，且可制备流动性水凝胶而成为有前景的制孔方法。对此，本专利技术提供了一个可均匀发泡且可注射的装置，利用对推过程中产生的机械剪切力实现空气在水凝胶中的均匀分布。此装置巧妙地运用了一个三通管1，三通管1的两端分别连接针筒，第三端连接针头。第一端的针筒装有水凝胶2，第二端的针筒装有空气3。对推第一端和第二端的针筒数次进行发泡，后加入细胞球4并再次少量对推几次，使细胞球4与水凝胶2混合均匀，后通过针头端注射到特定的模具中并用405nm
的蓝光照射完成f
‑
GelMA水凝胶的固化(先完成水凝胶和细胞微球的混合后才通过针头端注射入模具进行固化)。注射后固化水凝胶2完成整个载细胞发泡过程。水凝胶经过光照射固化成型。
[0030]如图2所示为细胞微球制备过程示意图；
[0031]细胞微球的培养方法：
[0032]1.聚二甲基硅氧烷(PDMS)模具的制作：
[0033]采用定制的铝合金微孔板5(直径15.6mm)作为模板。微孔板5的底部包含由大约300个方形截锥体6突起(如图5中A图)(四棱台的上底面为270μm，下底面为800μm，高度为300μm)组成的结构表面。PDMS(道康宁，美国)，以10:1(w/w)比率混合主剂A与固化剂B组成一混合物。将混合物倒入一个底部有定制铝合金微孔板5的小培养皿中，并脱气以去除气泡获得PDMS模具7。将PDMS模具7置于37℃培养箱中48h，并与铝合金微孔板5模板小心分离。PDMS模具7表面有大约300个凹陷的方形截锥体状的微孔(由下底面为270μm，上底面为800μm，高度为300μm的倒四棱台组成)
[0034]2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种联合发泡水凝胶与细胞微球的组织再生的方法，其特征在于，包括制备发泡水凝胶和细胞微球，三维培养的脂肪干细胞球种植于发泡水凝胶中。2.根据权利要求1所述的一种联合发泡水凝胶与细胞微球的组织再生的方法，其特征在于，所述发泡水凝胶为发泡甲基丙烯酰明胶。3.根据权利要求1所述的一种联合发泡水凝胶与细胞微球的组织再生的方法，其特征在于，所述细胞微球的制备包括以下步骤：步骤1：制作聚二甲基硅氧烷PDMS模具；采用一铝合金微孔板作为模板，微孔板底部包括方形截锥形体突起组成的结构表面；将PDMS以10：1比率混合主剂A与固化剂B，倒入一个底部有铝合金微孔板的培养皿中，并脱气以去除气泡；将获得的PDMS模具与模板分离；PDMS模具表面设有多个方形截锥形体的微孔；步骤2：制备琼脂糖微孔板；将琼脂糖...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭善禹，朱丹丽，魏伯轩，鲍婉婷，魏昊，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属第九人民医院，
类型：发明
国别省市：