一种生物工程移植物的制备方法技术

本发明专利技术属于生物医学材料和组织工程领域，具体涉及一种生物工程移植物的制备方法。本发明专利技术采用一步光直写法制备表面微图案化水凝胶或弹性体作为生物工程移植物。所述的一步光直写法不同于传统光刻铸膜翻印、软光刻、压印、3D打印等繁杂工艺技术，以生物相容性好、免疫原性低的天然生物大分子例如胶原作为支架材料，通过添加光敏小分子进行共混制备成均匀的凝胶或者弹性体预聚物，在一定波长的紫外或者可见光光源下曝光交联，自发形成有序或者无序的褶皱微结构化表面，此种方法可以在光掩模板的辅助下形成规则有序的图案，由此形成的微结构图案与生物组织表面的三维结构更为相似，可以更好地模拟细胞生长的体内环境。更好地模拟细胞生长的体内环境。

【技术实现步骤摘要】
一种生物工程移植物的制备方法


[0001]本专利技术属于生物医学材料和组织工程领域，具体涉及一种生物工程移植物的制备方法。

技术介绍

[0002]在传统生物工程移植物构建的细胞培养环境中，绝大多数都是以二维环境作为依托，在这样的环境下，细胞的培养主要是模仿了体内的生化环境，而移植物在体内主要体现依托和支架的功能，这样的环境和细胞在体内原位生存的三维环境相比，存在着极大差距。随着研究的逐渐深入，细胞外基质组分及其构成的独特环境在调控细胞行为过程中存在着极大的作用。
[0003]在传统三维培养环境的构建中，利用多种不同的技术来制备具有不同尺度和不同形貌的微图案结构材料，比如激光蚀刻技术、软光刻技术、3D打印技术等等，这些技术在不断发展的过程中，已经发展得比较完善稳定，可以实现微米级甚至纳米级的精度，这些技术通常会需要多个步骤完成最终微图案的制备，工艺比较复杂。同时，像光刻技术制造的模板多次使用后会出现精度下降的情况。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供了一种生物工程移植物的制备方法，所述制备方法为一步光直写法，所述生物工程移植物为表面微图案化凝胶或弹性体。
[0005]进一步的，所述一步光直写法具体包括以下步骤：
[0006](1)制备动态聚合物交联网络结构；
[0007](2)将上述聚合物溶解，在预聚物体系中加入光敏分子；
[0008](3)将混合液制成所需结构，使用光掩模板平铺在曝光架上，固定光掩模版和紫外光源以及样品之间的距离，在紫外光光源或可见光光源下曝光。
[0009]进一步的，所述步骤(1)中动态聚合物交联网络结构支架材料为甲壳素、壳聚糖、脱乙酰壳聚糖中的一种或多种。
[0010]进一步的，所述步骤(2)中溶解溶液包括去离子水、生理盐水、PBS溶液或者甲酸溶液。
[0011]进一步的，所述步骤(2)中光敏材料包括蒽甲酸酯、香豆素、肉桂酸酯、乙烯基芘。
[0012]进一步的，所述步骤(2)中基底材料和光敏分子的比例为0.1％—30％。
[0013]进一步的，所述步骤(2)中预聚物溶解浓度为1％—95％。
[0014]进一步的，所述步骤(3)可以制备的图案在0.01
‑
2000微米的尺寸范围。
[0015]本专利技术具有以下有益效果：
[0016]本专利技术所使用的方法简化了微图案的制备流程，在图案的可选择性上也有很多的选择，同时实现了微图案的动态聚合和解聚。
[0017]本专利技术使用的支架材料具有良好的生物相容性，对于后续的细胞培养具有优势，
作为生物工程移植物，免疫原性较低，植入后可以减少机体对于移植物的免疫反应。从而更好地应用于生物医疗领域。
附图说明
[0018]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本专利技术一步光直写法制备表面图案化细胞培养支架的示意图；
[0019]图2含有氨基基团的聚合物(以壳聚糖CS与聚丙烯酸酯共聚物PDASBA为例)制备动态聚合物交联网络；
[0020]图3利用一步光直写法制备的具有同心圆结构和“回”字形结构的PAN材料光镜图；
[0021]图4在制备完成的“回”字形聚丙烯酸酯和光敏分子乙烯基芘制作具有表面微图案结构的材料(PAN，实施例1)材料上种植乳鼠原代心肌细胞后的荧光图片。
[0022]图5在制备完成的光栅图案化实施例3材料上种植成肌细胞L6后的荧光图片。
[0023]图6在制备完成的光栅图案化实施例10材料上种植原代心肌细胞后的荧光图片。
[0024]图7在制备完成的光栅图案化实施例18材料上种植成肌细胞C2C12后的荧光图片。
具体实施方式
[0025]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，实施例中方法如无特殊说明均采用常规方法，使用试剂如无特殊说明，均为常规市售试剂或采用常规方法配置的试剂。该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0026]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0027]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
[0028]在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术说明书的具体实施方式作多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本专利技术的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本专利技术说明书和实施例仅是示例性的。
[0029]关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
[0030]根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种一步光直写凝胶表面微纳米结构的制备方法，所述方法包括，(A)在一定深度的模具或者管内均匀混合聚合物体系的水溶液，获
得具有一定厚度的凝胶预聚物；和(B)使上述凝胶预聚物层经受波长为300nm或者更长的紫外光光源或者可见光光源下曝光，从而自发形成具有可识别尺寸在0.01到1000微米范围内的迷宫状无序图案，其中，所述聚合物体系包含具有在所述紫外光曝光条件下可发生化学反应的基团的天然生物大分子或者人工合成聚合物。
[0031]实施例1
[0032]一种使用一步光直写法制备表面图案化的生物工程移植物或细胞培养支架，使用下面的方法制备得到：
[0033]使用甲壳素、壳聚糖或者其衍生物脱乙酰壳聚糖作为支架材料，制备动态聚合物交联网络结构。将这些材料按照预聚物浓度为3％在去离子水、生理盐水、PBS溶液或者甲酸溶液等(包括但不限于这些溶液)等中溶解之后，在预聚物体系中加入蒽甲酸酯、香豆素、肉桂酸酯、乙烯基芘等光敏分子(包括但不限于这些分子)，基底材料和光敏分子的比例在0.1％—30％均可。例如：甲壳素、壳聚糖或者其衍生物脱乙酰壳聚糖与蒽甲酸酯等通过氢键聚合形成具有光和酸碱性气体敏感的超分子氢键光交联网络。将混合液制成薄膜样、柱状、立方体状等(包括但不仅限于以上形状)结构，使用光掩模板平铺在自制的曝光架上(使用不同形状和尺度的光掩膜版可以获得不同形状和分辨率的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物工程移植物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为一步光直写法，所述生物工程移植物为表面微图案化凝胶或弹性体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述一步光直写法具体包括以下步骤：(1)制备动态聚合物交联网络结构；(2)将上述聚合物溶解，在预聚物体系中加入光敏分子；(3)将混合液制成所需结构，使用光掩模板平铺在曝光架上，固定光掩模版和紫外光源以及样品之间的距离，在紫外光光源或可见光光源下曝光。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中动态聚合物交联网络结构支架材料为甲壳素、壳聚糖、脱乙酰壳聚糖中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中溶解溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯鸿浩，蔺汝荣，张杰，
申请(专利权)人：南方医科大学，
类型：发明
国别省市：