[发明专利]细胞三维培养体系、其制备方法及其应用

说明书

本发明涉及细胞三维培养体系、其制备方法及其应用。该培养体系包括培养支架，其分布有至少一个第一室和至少一个第二室，第一室与第二室之间具有至少一个通孔；容纳于第一室和第二室内的营养物，营养物可自由穿梭通孔；支持细胞，可容纳于第一室内；共培养细胞，可容纳于第二室内；维持物，用于维持共培养细胞的三维结构及其生长所需微环境。该细胞三维培养体系形成共培养体系，维持共培养细胞在体内所需的微环境及促进共培养细胞的迁移和发育，改善共培养细胞培养所需微环境，保证其发育及成熟，以便产生其所应在体内具有的生理功能。

技术领域

本发明涉及细胞三维培养技术领域，尤其涉及细胞三维培养体系、其制备方法及其应用。

背景技术

所谓细胞三维培养，是指将具有三维结构不同材料的载体与各种不同种类的细胞在体外共同培养，使细胞能够在载体的三维立体空间结构中迁移、生长，构成三维的细胞-载体复合物，并且最大程度地模拟体内生长环境，使得被培养的细胞保持在体内迁移、生长、发育以及其所应具有其他生物学功能。

普通的细胞培养由于细胞在体外改变的环境下增生逐渐丧失了原有的性状，往往和体内情况不相符，而动物实验完全在体内进行，但由于体内的多种因素制约以及体内和外界环境相互影响而变得复杂化，难以研究单一过程，且难以研究中间过程。三维细胞培养技术是介于单层细胞培养与动物实验之间的一种技术，既能最大程度的模拟体内环境，又能展现细胞培养的直观性及条件可控性的优势。

常用的三维细胞培养体系为水凝胶支架培养体系。该体系以多种包被表面(Amino、Collagen (Type I or IV)、Elastin、 ProNectin (RGD)、Laminin (YIGSR))的胶原水凝胶为细胞外基质支架在生物材料支架研究方面，与传统的纳米纤维支架和多孔支架相比，水凝胶支架交联网络中含有大量水分，可以很好地供给细胞养分，同时还可以交联生物活性因子调节细胞的生长和分化，因此水凝胶支架可以更好地模拟细胞生长所需的类组织样物理和空间结构，并且可塑性高、制作工艺相对简单、临床应用方便。

然而，为提高水凝胶三维细胞培养体系的广泛性，使得其更广泛地应用于生物医学领域，并且为其具备更加的生物相容性、温敏性、应力刚化性能等，需要研究人员不断做出努力。

发明内容

本发明人经过深入地研究和创造性的劳动，得到了一种细胞三维培养体系，并且发现，其三维培养体系结构致密，应力刚性佳，对于一些细胞的培育具有不可替换的优势。基于此，本申请能够至少一定程度解决上述技术问题之一。

第一方面，本发明公开了一种细胞三维培养体系，包括：

培养支架，其分布有至少一个第一室和至少一个第二室，所述第一室与所述第二室之间具有至少一个通孔；

容纳于所述第一室和所述第二室内的营养物，所述营养物可自由穿梭所述通孔；

支持细胞，可容纳于所述第一室内；

共培养细胞，可容纳于所述第二室内；

维持物，用于维持所述共培养细胞的三维结构及其生长所需微环境。

由此，通过在培养支架中形成第一室和第二室作为基础，并在二者之间形成通孔，便于设置在第一室内的支持细胞和设置在第二室内的共培养细胞能够产生一种共培养体系，一则将这两种细胞共培养能够共生互补，维持共培养细胞在体内所需的微环境，二者支持细胞还能够促进共培养细胞的迁移和发育；而维持物能够加强这种作用。

在本发明实施例中，所述培养支架包括室壁以及固定于室壁上的第一膜和第二膜；所述室壁围合形成一两端开口的培养空间；所述第一膜对所述培养空间的一端开口进行封闭，所述第二膜分隔在所述培养空间的中间部位；所述第一膜、所述第二膜以及围合的部分所述室壁形之间形成所述第一室，所述第一膜与另外部分所述室壁围合形成所述第二室；其中，所述第一膜开设有与所述支持细胞相称尺寸的第一通孔，所述第二膜开设有所述共培养细胞相称尺寸的第二通孔。