水凝胶成图与细胞培养制品制造技术

一种形成涂有图案的基板的方法，所述方法包括将包含聚糖基聚合物的组合物置于基板上，形成涂覆基板。所述聚糖基聚合物组合物基本上不含交联单体。所述方法还包括使一部分涂覆基板受第一剂量的UV辐射作用，引发聚糖基聚合物交联，其中一部分基板受到屏蔽，不受电离辐射。可对受UV作用的涂覆基板进行洗涤或水合，除去未交联的聚糖基聚合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使水凝胶，特别是聚糖基水凝胶成图的方法，还涉及含有图案化水凝胶的制品，如细胞培养制品。
技术介绍
图案化水凝胶已用于许多应用，包括传感器、细胞培养和组织工程。由于水凝胶具有溶胀特性，所述溶胀特性能响应诸如温度、pH、盐度和葡萄糖浓度这样的刺激，发生可逆 变化，所以水凝胶可用作传感器或传感器部件。水凝胶在细胞培养和分析以及组织工程中受到关注，因为它们的模量和亲水性比塑料更接近于组织。生产图案化水凝胶的方法有很多。这些方法中，多数包括利用引发剂并借助光掩模使单体发生光固化，然后洗去未反应的单体和引发剂，以及制备水凝胶聚合物时可能用到的聚合抑制剂或者其它组分或试剂。
技术实现思路
本文描述了由可交联聚合物形成的图案化水凝胶及其它内容。在多个实施方式中，在不使用光引发剂、可固化单体以及有害或有毒的溶剂或材料的情况下使聚合物如聚糖基聚合物发生光交联。因此，可減少或者完全省去用来清除这种组分或试剂的洗涤步骤。在多个实施方式中，本专利技术提供了形成涂有图案的基板的方法。所述方法包括将包含聚糖基聚合物的组合物置于基板上，形成涂覆基板。聚糖基聚合物组合物基本上不含交联单体。所述方法还包括使涂覆基板的一部分受第一剂量的UV辐射作用，促使聚糖基聚合物发生交联，其中基板的一部分受到屏蔽，不遭受电离辐射。可对受UV作用的涂覆基板进行洗涤或水合，除去未交联的聚糖基聚合物。所述方法还可包括使交联的聚糖基聚合物的至少一部分和起初受到屏蔽的涂覆基板的至少一部分受到第二剂量的UV辐射作用，形成具有交联密度较高的区域和交联密度较低的区域的涂覆基板。作为替代或除此之外，所述方法还可包括使后面受到第一剂量的电离辐射作用的至少一部分涂覆基板和后面因屏蔽而不受第一剂量的电离辐射作用的至少一部分涂覆基板预先受到UV辐射作用，形成具有交联密度较高的区域和交联密度较低的区域的涂覆基板。所述方法可用于制备各种具有图案化水凝胶层的制品。在一些实施方式中，所述方法用于制备具有图案化水凝胶层的细胞培养制品。本领域的技术人员在结合附图阅读以下详述的基础上，很容易看出本文所述各种实施方式中的一种或多种实施方式相比于使水凝胶成图的现有方法的优点。附图说明图1-3是制备图案化水凝胶层的方法的示意图。图4是一种细胞培养制品的截面示意图，该制品的孔具有涂覆了图案化水凝胶层的表面。在图4A中，孔未经涂覆，而在图4B-C中，孔或其一部分经过涂覆。图5A-C是根据本文所述的方法制备的图案化水凝胶表面的例子的光学显微图。在图5A和5C中，用结晶紫染色法显示交联区。图是用来形成图5C所不图案化表面的光掩模的光学显微图。图6A-B提供了根据本文所述的方法制备的图案化水凝胶表面的例子的原子力显 微图像。图7A是根据本文所述的方法制备的图案化表面的光学显微图，用结晶紫染色法显示交联区。图7B是用来形成图7A所示的图案化表面的图案化网印设备的示意性绘图，并展示了图案是如何形成的。图8A是包含图7A所示图案的所有高度的横断面的光学显微图。图8B是利用原子力显微镜得到的包含图7A所示图案的所有高度的横断面的图像。图9是根据本文所述的方法制备的图案化表面的光学显微图，用结晶紫染色法显示交联区。图10提供了根据本文所述的方法制备的图案化表面的原子力显微图像。上面两幅图像显示了用UV处理3分钟的羟乙基纤维素(HEC)层的水合图像(A)和干态图像⑶，显示出10倍的高度差(溶胀时7. 3 ii m，干燥时700nm)。下面3幅图显示了 HEC样品经UV处理10分钟(C)、5分钟(D)和3分钟(E)之后的高度分布。图11是通过乳酸脱氢酶(LDH)分析法测定的附着24小时的相对细胞数的柱状图。附图不一定是按比例绘制的。图中所用的相同的附图标记表示相同的部分、步骤等。但应理解，在特定的附图中使用附图标记表示一个部分并不会是用来对另一附图中用相同附图标记标出的部分构成限制。此外，用不同的附图标记表示各部分并不表明附图标记不同的部分不能相同或相似。具体实施例方式在以下详述中，参照构成说明书的一部分的附图，以示意性方式描述本专利技术的装置、系统和方法的几种具体实施方式。应理解，可以在不偏离本专利技术的范围或精神的范围内预想和实现其它的实施方式。因此，以下专利技术详述不应理解为限制性的。除非另外说明，本文使用的所有科学和技术术语的含义是本领域通用的含义。本文提供的定义是用来帮助理解本文常用的某些术语，不对本专利技术的范围构成限制。在本说明书和权利要求书中所用的单数形式“一个”、“一种”和“该”包括具有多个所指对象的实施方式，除非文中有明显的相反表示。如本说明书和所附权利要求书所用，“或”字通常在其包括“和/或”的含义上使用，除非文中有明显的相反表示。在本文中，“具有”、“含有”、“包括”、“包含”、“含”、“拥有”等在其开放含义上使用，通常表示“包括但不限干”。应当理解，“主要由……组成”、“由……组成”等涵盖在术语“包括”等的范围之内。因此，包含聚糖基聚合物的组合物可以是由聚糖基聚合物组成或者主要由聚糖基聚合物组成的组合物。本文所用的“水凝胶”是指吸水量可大于或等于其干重30%的聚合物。在许多实施方式中，水凝胶的吸水量可大于或等于其干重的100%。应当理解，水凝胶聚合物的吸水量可随该聚合物的交联度变化，交联度越大往往导致吸水量或溶胀程度越小。 本文所用的“图案化水凝胶”是指表面上具有目标形貌特征的水凝胶层。本文所用的“聚糖基聚合物”是指具有相连单糖単元主链的聚合物。例如，聚葡 萄糖基聚合物是具有相连葡萄糖単元主链的聚合物。再举一例，纤维素基聚合物是具有β (I — 4)相连葡萄糖単元主链的聚合物。应当理解，聚糖基聚合物的侧基部分可根据需要相对于天然单糖发生取代。例如，羟こ基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、甲基纤维素(MC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)均视为纤维素基聚合物。本文描述了由可交联聚合物形成的图案化水凝胶及其它内容。图案化水凝胶ー般这样形成利用引发剂并借助光掩模使单体发生光固化，然后洗去未反应的单体和引发剂以及制备水凝胶聚合物时可能用到的聚合抑制剂或者其它的组分或试剂。但如本文所述，研究发现聚合物如水溶性聚糖基聚合物可发生光交联，形成图案化水凝胶表面。水溶性聚糖基聚合物受到UV辐射作用时可发生交联，而不需要使用光引发剂，也不用加入交联单体。因此，在一些实施方式中，可減少或完全省去用来清除诸如未固化単体和引发剂这样的组分或试剂的洗涤步骤。任何合适的水溶性可交联聚糖基聚合物均可用来按照本文所述制备图案化水凝胶。在多个实施方式中，聚糖基聚合物是聚葡萄糖基聚合物如纤维素基聚合物、右旋糖酐基聚合物、直链淀粉基聚合物或淀粉基聚合物如羟こ基淀粉。在一些实施方式中，聚糖基聚合物是聚木糖基聚合物，如木聚糖基聚合物。在多个实施方式中，聚葡萄糖基聚合物具有化学式I所示的结构々為9其中R各自独立地为⑴0Χ，其中X是H、C1-C3直链或支化烷基、C1-C5直链或支化烷氧基；或者(ii) Υ0Χ，其中X如上所述，Y是C1-C3烷基。例如，R可以是 OH、OCH3、CH2OCH2CH2OH, OCH2CH2OH, CH2OCH(CH3) OCH2CH(CH3) OH 、OCH2CH (CH3) OH 、CH2OCH3 或 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.08.26 US 61/237,0981.一种形成涂有图案的基板的方法，所述方法包括 将包含聚糖基聚合物的组合物置于基板上，形成涂覆基板，其中所述组合物基本上不含交联单体； 使一部分涂覆基板受第一剂量的UV辐射作用，引发聚糖基聚合物交联，其中一部分基板受到屏蔽，不受电离辐射。2.如权利要求I所述的方法，所述方法还包括洗涤涂覆基板，以除去未交联的聚糖基聚合物。3.如权利要求I所述的方法，所述方法还包括使交联的聚糖基聚合物的至少一部分和起初受到屏蔽的涂覆基板的至少一部分受到第二剂量的紫外辐射作用，形成具有交联密度较高的区域和交联密度较低的区域的涂覆基板。4.如权利要求I所述的方法，所述方法还包括使后面受到第一剂量的紫外辐射作用的至少一部分涂覆基板和后面因屏蔽而不受第一剂量的紫外辐射作用的至少一部分涂覆基板预先受到电离辐射作用，形成具有交联密度较高的区域和交联密度较低的区域的涂覆基板。5.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述聚糖基聚合物是聚葡萄糖基聚合物或聚木糖基聚合物。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述聚葡萄糖基聚合物选自纤维素基聚合物、右旋糖酐基聚合物或直链淀粉基聚合物。7.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述聚糖基聚合物选自下组羟丙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、直链淀粉、右旋糖酐、木聚糖或者它们的疏水改性衍生物。8.如权利要求I所述的方法，其特征在于，用细胞培养制品提供所述基板。9.一种对细胞培养制品表面涂覆图案的方法，所述方法包括 将包含聚糖基聚合物的组合物置于所述制品的表面上，形成涂覆表面，其中所述组合物基本上不含交联单体； 使一部分涂覆表面受紫外辐射作用，引发聚糖基聚合物交联，其中一部...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·常，R·R·小汉考克，T·N·赫希，M·L·索伦森，R·扬森通，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：