[发明专利]一种3D细胞培养基质及其制备方法

说明书

本发明公开了一种3D细胞培养基质及其制备方法，将氧化海藻酸与海藻酸钠按比例混合，并用蒸馏水配置成混合海藻酸钠溶液；在无菌环境下过滤，随后依次加入浓缩培养基、血清/生长因子混匀，得培养溶液；最后与无菌氯化钙溶液混合交联，即得3D细胞培养基质。采用本发明制得的3D细胞培养基质解决了海藻酸钠溶液难以有效除菌，而氧化海藻酸钠因氧化度过高而交联度过低的问题。同时通过调整海藻酸钠与氧化海藻酸钠的配比提升了培养基质的可塑性，更适于细胞的增殖生长。若需培养细胞，即把所需培养的细胞按一定接种浓度加入培养溶液中，轻柔混匀，最后再与无菌氯化钙交联，即可培养细胞。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，涉及一种3D细胞培养基质的制备方法以及采用该方法制得的3D细胞培养基质。

背景技术

海藻酸钠(SA)作为一种天然高分子材料，具备良好的生物相容性。SA水凝胶具有类似细胞外基质的生物学特性，适用于细胞培养微环境的构建。但海藻酸钠(SA)溶液粘性较大，难以通过过滤除菌，而目前文献中对于SA的灭菌手段通常采用高温高压灭菌、高温干热灭菌、紫外灭菌和辐照灭菌。但高温高压和高温干热灭菌会破坏水凝胶成型性，紫外灭菌则存在除菌效果不佳的问题，辐照灭菌对水凝胶的材料性质也有较大影响。这极大的限制了海藻酸钠水凝胶作为3D细胞培养基质在科研和临床的应用范围。由于SA的除菌问题，迄今还没有SA3D培养细胞基质能够用作长期细胞培养。

为解决上述问题，本发明将海藻酸钠(SA)和氧化后的海藻酸钠(OSA)按一定比例共混后可在不影响凝胶交联度的基础上降低其粘稠度，再通过一种简单巧妙的方法制备得到无菌且含有培养成分和生物活性因子的水凝胶。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在不影响SA水凝胶交联的情况下降低SA的粘稠度以便于溶液的过滤除菌，从而方便构建具有生物活性的3D细胞培养基质。

将SA与OSA混合可不影响与钙离子的交联的原因是，OSA与SA分子长链在空间上通过互穿方式形成网络状结构，SA分子长链上的羟基正好可以弥补OSA分子长链上羟基数量的不足，通过占位的方式与钙离子交联，这样既降低了溶液粘度，又不影响水凝胶的成型性(具体如图1所示)。

一种3D细胞培养基质的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备氧化海藻酸钠：向海藻酸钠中加入高碘酸钠溶液，避光搅拌反应，再加入与高碘酸钠等摩尔量的乙二醇终止反应，再进行透析处理，经冻干后得到氧化海藻酸钠；

(2)制备混合海藻酸钠溶液：将氧化海藻酸与海藻酸钠按比例混合，并用蒸馏水配置成混合海藻酸钠溶液；

(3)制备无菌氯化钙溶液：用蒸馏水配置成质量分数为1.2％的无菌氯化钙溶液；

(4)制备无菌混合海藻酸钠溶液：在无菌环境下，将混合海藻酸钠溶液与无菌氯化钙溶液移至细胞间，再使用细胞滤器过滤，得无菌混合海藻酸钠溶液；

(5)制备海藻酸钠培养溶液：向无菌混合海藻酸钠溶液中依次按比例加入浓缩培养基、血清/生长因子，并将其混匀，得海藻酸钠培养溶液；

(6)制备3D细胞培养基质：将无菌氯化钙溶液与海藻酸钠培养溶液混合溶液交联，即得3D细胞培养基质。

进一步的，步骤(1)所述的氧化海藻酸钠氧化度为50％-80％。

进一步的，步骤(1)所述高碘酸钠溶液使用量为海藻酸钠质量的50-80％；所述避光搅拌反应时间为24h；所述透析时间不低于24小时，且每4h进行一次换水。

进一步的，步骤(2)所述的海藻酸钠与氧化海藻酸钠的质量比为(2-3)：(3-2)；所述混合海藻酸钠溶液浓度为1％-4％。

进一步的，步骤(3)所述细胞滤器的孔径为0.22um。