[发明专利]一种细胞支架及其制备方法

说明书

本发明提供一种细胞支架，其中该细胞支架是由羟丙基纤维素所构成，该细胞支架并接枝至少一种药物，该接枝是通过化学接枝法。本发明另提供一种羟丙基纤维素细胞支架改质方法，该方法包含以下步骤：将该支架进行除气后以氧化剂对支架进行处理；将氧化剂处理后的该支架进行除气；及将该支架干燥处理。

技术领域

本发明提供一种细胞支架，其中该细胞支架是由羟丙基纤维素所构成，该细胞支架并接枝至少一种药物，该接枝是通过化学接枝法。本发明另提供一种羟丙基纤维素细胞支架改质方法，该方法包含以下步骤：将该支架进行除气后以氧化剂对支架进行处理；将氧化剂处理后的该支架进行除气；及将该支架干燥处理。

背景技术

体外细胞的研究大多是在二维环境下进行，由二维细胞技术所培养的细胞，在体外环境下会逐渐丧失其原有的状态并与体内自然生长相去甚远。动物实验虽然较接近人体真实的情况，但由于体内存在着许多不可控因素以及环境会因体内与体外之间互相影响而变得复杂化，不利于探究具体机制。

鉴于二维细胞培养技术及动物实验均存在一定限制，近年逐渐发展出三维细胞培养技术(three-dimensional cell culture, TDCC)。三维细胞培养技术是指将动物细胞与具有三维结构的材料共同培养，使细胞能够在三维立体空间中生长、增殖以及迁移，以此来构成三维模式细胞-载体复合物，使实验环境能更好的模拟细胞在体内的生长情形。

由于三维细胞培养既能保留天然细胞微环境的物质结构基础，又能更好的模拟体内细胞生长微环境，三维细胞培养获得的细胞可形成三维类组织的结构，不论在形态结构、增殖分化、基因表达及细胞功能等均与二维培养有着明显差异，因此，三维细胞培养技术已在药物筛选及评估、肿瘤治疗、病毒监测、再生医学等多个领域备受关注。

三维细胞培养技术又可分为有无细胞支架两种，无支架部分主要是通过物理方法使贴附型细胞悬浮于培养基中来达到三维培养的目的；有细胞支架的三维细胞培养技术是使细胞支架在三维空间内模拟出类似海绵的多孔结构以提供细胞贴附和生长，使细胞依附于支架上并进行三维方向生长及迁移。三维支架可提供细胞适合贴附与生长的环境，甚至可以引导细胞形成组织，或支撑组织形状，支架的外形还可以依照所需求的形状来塑造，以适合将来嵌入人体组织的缺陷处。由于对于多数哺乳类动物的细胞培养系统而言，若无法提供三维立体结构给予细胞生长，细胞将无法良好的分化及增生，因此三维支架在哺乳类动物的细胞培养中扮演着至关重要的角色。

支架常为多孔性的结构，如此可以增加细胞贴附空间以加速形成组织。支架的来源大抵可区分为天然及人工两类，天然类的材料主要是直接由生物取得，例如胶原蛋白、几丁质、藻胶等等，人工类的材料则有聚乳酸 (polylactate)、聚甘醇酸 (polyglycolate)等等。支架本身的材料最好为生物可分解性(如聚乳酸或是几丁聚醣等)，即在身体中能被逐渐分解，并进而由身体该处组织的基质来取代。更重要的是，材料本身或分解后的产物不能对身体造成毒性伤害，植入后最好不会引起身体的免疫或发炎反应，并与接着部分的原本组织能够密切而正常的接合，具备这种性质材料即具有相当的生物兼容性。

羟丙基纤维素(Hydroxypropyl Cellulose, HPC)为一新型纤维素，其纤维素中的羟基由醚化作用( etherification )被羟丙基取代后，即产生具有刚性的羟丙基纤维素属于非离子型的纤维素醚。羟丙基纤维素拥有良好的物理特性：1. 溶解度(solubility)：羟丙基纤维素可溶于水及有机溶剂，如甲醇、乙醇、丙二醇等高分子溶液；2. 水溶性(water-soluble)：羟丙基纤维素为白色粉末可溶于水中，水溶液加热到约45^oC会产生相分离(phase separation )可观察到白色混浊状态，若对水溶液进行加热步骤时也会产生凝胶态。羟丙基纤维素除了低成本外其在药物传输方面也已被美国食品药品监督管理局( Foodand Drug Aministration, FDA )所认可。羟丙基纤维素已被应用于各种不同的生医材料领域，不管在药物释放或者细胞骨架方面都有很大潜力。