[发明专利]三维细胞培养插入件、其制造方法、成套用具及用途

权利要求书

1.一种三维细胞培养插入件，其特征在于，所述细胞培养插入件由非降解性的无细胞毒性的聚合物材料制成，该插入件具有确定的和规则的三维多孔结构，并且其由单个多孔片层构件构成或由多个多孔片层构件固定在一起而成，优选地，所述三维细胞培养插入件做成适合细胞培养平板孔、培养室、培养瓶和/或生物反应器的尺寸。

2.权利要求1所述的三维细胞培养插入件，其特征在于，所述三维细胞培养插入件由恒定或不同直径的聚合物支柱和/或纤维组成；优选地，所述细胞培养插入件的孔隙率可以通过改变所述插入件中的支柱和/或纤维的数量和尺寸而改变；和/或优选地，多孔结构可通过改变支柱和/或纤维的三维定位图案而改变。

3.权利要求2所述的三维细胞培养插入件，其特征在于，所述支柱和/或纤维具有圆形、三角形、正方形和/或矩形的横截面。

4.权利要求1-3任一项所述的三维细胞培养插入件，其特征在于，所述非降解性的聚合物材料为聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯和/或聚酰胺，优选为聚苯乙烯；和/或所述细胞培养插入件通过表面改性技术处理，从而改善所述细胞插入件的细胞贴附作用，优选地，所述表面改性技术是物理化学方式，例如等离子体处理、辉光放电处理，和/或化学方式，例如使用H₂SO₄、HNO₃等强酸处理。

5.权利要求4所述的三维细胞培养插入件，其特征在于，所述的表面改性技术是一种表面涂覆技术，通过施加一种不同于用于制备权利要求1所述构建体的聚合物的涂层物质，优选地，所述涂层物质是天然存在的聚合物，例如，蛋白、肽、糖胺聚糖、胶原、粘连蛋白；和/或合成聚合物，例如，聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚赖氨酸；和/或无机物质，例如，磷酸钙、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃；和/或两种或多种有机材料组成的复合涂层，例如，凝胶和脱乙酰壳多糖，聚丙烯酸和聚乙二醇，聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮；和/或一种无机/有机的复合物，例如，磷酸钙/胶原复合物、钙磷酸/聚乙二醇复合物、磷酸钙/胞外基质。

6.权利要求5所述的三维细胞培养插入件，其特征在于，所述的表面涂层物质是以化学方式例如共价键、氢键、离子键或范德华力结合到所述细胞培养插入件的支柱和/或纤维上。

7.一种制造权利要求1-6任一项所述的三维细胞培养插入件的方法，所述方法包括：

(A)使用常规的聚合物加工方法，例如注塑、纤维织造和粘合技术制造所述插入件的单独层；

(B)根据结构设计，将步骤(A)所述的多个多孔片层结构切割或不经切割后，组装成所述的细胞培养插入件，优选地，所述组装使用非细胞毒性的聚合物纤维或夹子等连接件。

8.权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

(C)表面处理所述组装后的细胞培养插入件，所述表面处理是例如等离子体处理和表面涂覆等，优选地，所述表面涂覆处理是将所述涂层物质化学交联、加热、真空交联和/或辐射交联到所述细胞插入件上，进一步优选地，所述辐射是电子束辐射、γ辐射和/或紫外线辐射；和/或

(D)包装并利用辐射灭菌进行灭菌。

9.一种制造权利要求1-6任一项所述的三维细胞培养插入件的设备，其特征在于，所述设备包括：

(A)注塑、纤维织造和/或粘合制造聚合物单个多孔片层构件的机构；

当所述三维细胞培养插入件由多个多孔片层构件构成时，所述设备还包括：

(B)引导和定向机构，为具有适宜横截面形状的管状物，优选为矩形、圆形，带有可调整旋转角度的导向定位机构，使得各个多孔片层构件能够按照预先确定的相对位置叠放和/或按照确定的方式排列。

10.权利要求9所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

(C)切割机构，优选为冲模切割机或激光束切割机，在将所述的多孔片层构件送入到所述引导和定向机构之前切割成为适宜的尺寸；

(D)组装机构，将所述叠放好的各个多孔片层构件装配在一起。

11.一种成套用具，包括权利要求1-6任一项所述的三维细胞培养插入件及其它细胞培养支持物，例如组织培养平板、培养室、烧瓶和/或生物反应器。