胶原基水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种胶原基水凝胶及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
胶原基水凝胶及其制备方法、体外三维模型及其培养方法、药物检测的方法


[0001]本专利技术属于组织工程
，具体涉及一种胶原基水凝胶及其制备方法
、
体外三维模型及其培养方法
、
药物检测的方法
。

技术介绍

[0002]类器官是一种三维细胞培养物，在结构以及功能上高度模拟人体器官，能够模拟器官类似的空间结构并且分化出对应功能，具备细胞增殖分化
、
自我更新
、
自组装
、
可长期培养
、
遗传稳定性等特点，为药物筛和毒理学研究等多种生物医学应用提供了宝贵的组织来源
。
[0003]在类器官的培养过程中，细胞外基质
(ECM)
对组织的生物力学特性起着重要的作用，影响细胞行为和命运，其中，胶原作为细胞外基质的主要成分，具有促进细胞生长
、
分化
、
粘附和迁移等作用
。
[0004]然而，
BME
成分的异质性限制了对其物理生化特性精确调控
。
此外，
BME
机械性能较弱，对概括肿瘤组织力学具有内在的局限性，难以适应各种独特的肿瘤微环境
。
[0005]此外，脱细胞基质，类器官相应器官来源的脱细胞基质具有相类似的基质材料组分和因子，然而，脱细胞基质中的成分不明确，无法控制实验参数的设置及实验分析
。Matrigel
目前被应用于体外三维器官器官培养中，然而由于
Matrigel
成分不明确，批次间不稳定，极大地限制了在规模化和标准化进行类器官培养和类器官药筛药敏中的使用
。
[0006]合成水凝胶可以解决天然基质胶成分不明确
、
动物来源
、
批次不稳定等问题，然而，合成工艺相对复杂，纯
PIC
水凝胶生物相容性较差，一般需接枝促进细胞黏附；胶原蛋白的应用则受到力学性能差和温度影响对其浓度的限制，不足以支撑细胞三维培养
。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种胶原基水凝胶及其制备方法
、
体外三维模型及其培养方法
、
药物检测的方法
。
[0008]本专利技术的一方面，提出一种胶原基水凝胶的制备方法，所述制备方法包括：
[0009]将
I
型胶原溶于酸溶液中，调节
pH
至中性，形成中性胶原溶液；
[0010]在所述中性胶原溶液中加入金属配体复合物光引发剂与过硫酸钠光引发剂，经避光处理，形成水凝胶预聚溶液；
[0011]所述水凝胶预聚溶液经光交联，形成胶原基水凝胶
。
[0012]可选地，所述金属配体复合物光引发剂采用氯化三
(2,2'
‑
联吡啶
)
钌
(II)
六水合物
。
[0013]可选地，在所述水凝胶预聚溶液中，所述氯化三
(2,2'
‑
联吡啶
)
钌
(II)
六水合物的浓度范围为
0.0005
～
0.005mol/L
；和
/
或，
[0014]所述过硫酸钠的浓度为
0.005
～
0.05mol/L
；和
/
或，
[0015]所述
I
型胶原浓度为1～
10mg/mL。
[0016]可选地，所述避光处理的时间范围为
15
～
60min
；和
/
或，
[0017]所述光交联的时间范围为
0.5
～
5min。
[0018]可选地，所述水凝胶预聚溶液经光交联，还包括：
[0019]在所述水凝胶预聚溶液中加入温敏材料，所述
I
型胶原经光交联形成第一网络结构，所述温敏材料经热交联形成第二网络结构，所述第一网络结构与所述第二网络结构交错互穿
。
[0020]可选地，所述水凝胶预聚溶液经光交联，还包括：
[0021]在所述水凝胶预聚溶液中加入光敏材料，以及苯基
‑
2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基亚磷酸锂
、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯
、2
‑
羟基
‑4′‑
(2
‑
羟乙氧基
)
‑2‑
甲基苯丙酮中的任一种光引发剂，所述
I
型胶原与所述光敏材料经光交联分别形成交错互穿的第一网络结构与第三网络结构
。
[0022]本专利技术的另一方面，提出一种胶原基水凝胶，所述胶原基水凝胶采用前文记载的所述制备方法制得
。
[0023]本专利技术的另一方面，提出一种胶原基水凝胶，包括由
I
型胶原在金属配体复合物光引发剂与过硫酸钠光引发剂作用下经光交联形成的第一网络结构；以及，
[0024]由温敏材料经热交联形成的第二网络结构；和
/
或，
[0025]由光敏材料在苯基
‑
2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基亚磷酸锂
、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯
、2
‑
羟基
‑4′‑
(2
‑
羟乙氧基
)
‑2‑
甲基苯丙酮中的任一种光引发剂作用下，经光交联形成的第三网络结构；
[0026]第二网络结构和
/
或第三网络结构与所述第一网络结构交错互穿
。
[0027]本专利技术的另一方面，提出一种体外三维模型的培养方法，所述培养方法包括：
[0028]形成待培养三维模型的细胞悬液；所述细胞悬液中的细胞包括细胞系
、
原代细胞
、
干细胞；
[0029]加入前文记载的所述胶原基水凝胶交联前的水凝胶预聚溶液，
[0030]将所述水凝胶预聚溶液与所述细胞悬液混合，取适量混合液加入用于培养所述细胞的培养腔或培养孔中，经过光交联，形成细胞凝胶；
[0031]向含有所述细胞凝胶的培养腔或培养孔中，加入培养基，经培养，得到体外三维模型
。
[0032]本专利技术的另一方面，提出一种体外三维模型的培养方法，所述培养方法包括：
[0033]形成待培养类器官的细胞或细胞团悬液；所述细胞或细胞团悬液中的细胞或细胞团由肿瘤组织或非肿瘤组织经消化分离重悬得到，或者由待传代的肿瘤类器官或非肿瘤类器官经消化分离重悬得到；
[0034]获得水凝胶预聚溶液，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种胶原基水凝胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将
I
型胶原溶于酸溶液中，调节
pH
至中性，形成中性胶原溶液；在所述中性胶原溶液中加入金属配体复合物光引发剂与过硫酸钠光引发剂，经避光处理，形成水凝胶预聚溶液；所述水凝胶预聚溶液经光交联，形成胶原基水凝胶
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属配体复合物光引发剂采用氯化三
(2,2'
‑
联吡啶
)
钌
(II)
六水合物
。3.
根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述水凝胶预聚溶液中，所述氯化三
(2,2'
‑
联吡啶
)
钌
(II)
六水合物的浓度范围为
0.0005
～
0.005mol/L
；和
/
或，所述过硫酸钠的浓度为
0.005
～
0.05mol/L
；和
/
或，所述
I
型胶原浓度为1～
10mg/mL。4.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述避光处理的时间范围为
15
～
60min
；和
/
或，所述光交联的时间范围为
0.5
～
5min。5.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水凝胶预聚溶液经光交联，还包括：在所述水凝胶预聚溶液中加入温敏材料，所述
I
型胶原经光交联形成第一网络结构，所述温敏材料经热交联形成第二网络结构，所述第一网络结构与所述第二网络结构交错互穿
。6.
根据权利要求1至5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述水凝胶预聚溶液经光交联，还包括：在所述水凝胶预聚溶液中加入光敏材料，以及苯基
‑
2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基亚磷酸锂
、2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯
、2
‑
羟基
‑4′‑
(2
‑
羟乙氧基
)
‑2‑
甲基苯丙酮中的任一种光引发剂，所述
I
型胶原与所述光敏材料经光交联分别形成交错互穿的第一网络结构与第三网络结构
。7.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静，徐卓月，张子霖，
申请(专利权)人：江苏艾玮得生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：