基于微流控技术的两步构建三维神经干细胞模型的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于微流控技术的两步构建三维神经干细胞模型的方法，其特征是以鼠尾I型胶原作为三维支架，以微柱阵列式微流控芯片为培养平台，采用两步培养法，即培养初期向细胞培养室中注入促使神经干细胞扩增的培养基，后期改用适合神经干细胞及其子细胞生长的条件培养基，通过模拟体内神经发生不同阶段的微环境，形成一个与神经组织相类似的三维复合结构。本发明专利技术建立的方法重复性好，可同时构建多组试验样品；所采用的微流控培养体系为微升体积，并可精确调控，大大缩减了细胞培养过程各种昂贵的细胞生长因子、免疫荧光抗体、细胞的荷尔蒙添加剂的使用量，降低了细胞培养成本。因此有望成为新型药物筛选或环境毒素监测的神经组织替代物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微加工技术与组织工程领域，涉及一种应用微流控细胞培养系统体外构建神经干细胞三维细胞模型的方法。
技术介绍
神经干细胞(neural stem cells, NSCs)体外培养方式主要分为悬浮培养法和单层培养法。悬浮培养的NSCs在体外以“神经球”(neurospheres)形式生长,大量的NSCs以及其所分化的子细胞共同存在于神经球内部。随着神经球的不断增大，营养物质向神经球内部的传递会出现困难，造成处于内部核心的细胞大量凋零、坏死，甚至出现中空的现象。单层培养法在NSCs的形态特征、生长特点、以及其分化成的神经元与神经胶质细胞特性方面的相关研究中均发挥了重要的作用。但是越来越多的实验证明在二维条件下培养的细胞无法真正体现其在体内的生物学特性与功能。单层贴壁生长的细胞，因缺少立体支架，只能向二维发展，因此，存在于细胞-细胞、细胞-细胞外基质之间相互关系都被同化。这样的生长模式与细胞体内的生长状况相去甚远。细胞三维培养方法就是想要利用三维生物支架来培养细胞，使细胞呈空间立体方式生长，建立细胞与生物支架的三维空间复合体。这种培养方式更接近于体内细部的生长模式，容易形成类似本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于微流控技术的两步构建三维神经干细胞模型的方法，其特征包括以下步骤，?（1）以鼠尾I型胶原水凝胶作为三维支架，将其与不小于20μm的“神经球”混合均匀后，接种到PDMS微流控芯片上由若干微柱构成的细胞培养池中，待细胞?胶原复合物凝固后，采用以下的两步培养法：?第一步，培养初期以1μl/min的流速向细胞培养池中注入促使NSCs扩增培养基，待NSCs在胶原水凝胶中形成直径为50?100μm团簇；?第二步，将扩增培养基更换为条件培养基，流速不变，使细胞由团簇中向三维空间迁移，相邻的细胞团簇内的细胞相遇，相互连接，形成一个与神经组织相类似的三维复合模型结构，并利用可自动操控的微流控细胞培养系统...

【技术特征摘要】
1.一种基于微流控技术的两步构建三维神经干细胞模型的方法，其特征包括以下步骤， (I)以鼠尾I型胶原水凝胶作为三维支架，将其与不小于20 μ m的“神经球”混合均匀后，接种到PDMS微流控芯片上由若干微柱构成的细胞培养池中，待细胞-胶原复合物凝固后，采用以下的两步培养法: 第一步，培养初期以1μ Ι/min的流速向细胞培养池中注入促使NSCs扩增培养基，待NSCs在胶原水凝胶中形成直径为50-100 μ m团簇； 第二步，将扩增培养基更换为条件培养基，流速不变，使细胞由团簇中向三维空间迁移，相邻的细胞团簇内的细胞相遇，相互连接，形成一个与神经组织相类似的三维复合模型结构，并利用可自动操控的微流控细胞培养系统对三维复合物进行了连续培养。2.根据权利要求1中所述的方法，其特征是所述的鼠尾I型胶原的最终浓度为0.5mg/ml ο3.根据权利要求1或2中所述的方法，其特征在于，所述的扩增培养基是通过正交试验确定营养成分的，能够促进NSCs体外扩增，并保持其生物学特性的培养基，是DMEM、F12和RPM1-1640以1:1:1比例混合，添加生长因子EGF20ng/ml、bFGF10ng/ml、血清白蛋白2mg/ml、l%荷尔蒙添加剂N2和1/1000脂类，培养基中主要的营养成分为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军山，葛丹，刘天庆，马学虎，刘冲，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：