[发明专利]一种表层包埋细胞的高强度水凝胶的制备方法

权利要求书

1.一种表层包埋细胞的高强度水凝胶的制备方法，其特征是包括以下步骤：

a)首先采用层层自组装的方法在细胞表面矿化沉积一层磷酸钙外壳，将细胞保护起来以减小聚合反应过程对细胞的伤害；称取0.05-2g硅酸钠，5-15g丙烯酰胺，0.5-2g海藻酸钠，丙烯酰胺质量百分比0.03％-0.30％的N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，一起溶于50-100ml去离子水中，搅拌溶解均匀，得到铸膜液A，然后将包裹磷酸钙外壳的细胞分散于铸膜液A中得到铸膜液B，将铸膜液A放置于无菌容器中备用，含有细胞的铸膜液B现配现用；

b)配制质量百分比为0.5％-50％的可溶性钙盐水溶液，灭菌消毒，置于无菌容器中备用；

c)在无菌条件下，向步骤a)制备的铸膜液A和铸膜液B中分别加入丙烯酰胺质量百分比0.1％-5％的过硫酸铵，丙烯酰胺质量百分比0.1％-5％的亚硫酸氢钠和丙烯酰胺质量百分比0.01％-2％的四甲基乙二胺，搅拌分散均匀后，立即将铸膜液A倒入干燥清洁的玻璃板上，用厚度为10-1000μm的刮膜棒刮成厚度均匀的液膜，然后尽快在该液膜上面倒入铸膜液B，马上用厚度为100-2000μm的刮膜棒刮平；在N₂保护下紫外照射1-20min引发丙烯酰胺聚合，得到化学交联的凝胶膜；

d)在无菌条件下，将步骤c)得到的化学交联的凝胶膜和玻璃板一起浸泡到步骤b)得到的可溶性钙盐水溶液中，浸泡0.1-24h，在浸泡过程中将凝胶膜从玻璃板上揭下来，可溶性钙盐与海藻酸钠反应生成离子交联网络结构的海藻酸钙水凝胶，同时可溶性钙盐与硅酸钠反应在聚丙烯酰胺/海藻酸钙水凝胶中原位生成硅酸钙纳米粒子；

e)在无菌条件下，配制质量百分比浓度为0.1％-10％的葡萄糖酸-δ-内酯水溶液，将步骤d)得到的含硅酸钙的凝胶膜浸泡到葡萄糖酸-δ-内酯水溶液中0.1-12h，葡萄糖酸-δ-内酯水解释放出氢离子，氢离子与硅酸钙反应，在硅酸钙纳米粒子表面形成介孔硅胶结构，同时氢离子与包裹细胞的磷酸钙反应将细胞释放出来，得到一种表层包埋细胞的高强度水凝胶；介孔硅胶与海藻酸钙和聚丙烯酰胺发生氢键相互作用，再加上纳米粒子的增强效应，提高了聚丙烯酰胺/海藻酸钙水凝胶在生理环境下的力学稳定性和抗溶胀性。

2.如权利要求1所述的一种表层包埋细胞的高强度水凝胶的制备方法，其特征是所述的可溶性钙盐为硝酸钙、氯化钙、磷酸二氢钙、硫酸钙的任意一种或两种以上混合物。

3.如权利要求1所述的一种表层包埋细胞的高强度水凝胶的制备方法，其特征是所述的细胞为骨髓间充质干细胞、脐带血干细胞、软骨细胞、表皮细胞、心肌细胞的任意一种或两种以上混合物。