[发明专利]一种细胞培养纸及其制备方法和应用

说明书

本发明一种细胞培养纸及其制备方法和应用，涉及生物高分子材料领域，该方法包括如下步骤：将在醇类溶剂中浸泡过的滤纸浸渍在质量分数为0.2％～1.0％的羧基化纳米纤维素溶液中，之后自然晾干，得到细胞培养纸。采用该细胞培养纸培养细胞的方法，其特征在于，包括如下步骤：将细胞培养纸在120～140℃灭菌20～30min，之后将待培养细胞的细胞悬液接种到灭菌后的细胞培养纸上，最后放入培养基进行培养。羧基化纳米纤维素因其表面大量的羧基的存在而具有良好的水分散性，且孔径小，能够较均匀地进入滤纸的大孔隙中，可调节孔隙到适合细胞生长的范围，所得材料孔隙率适合细胞生长，且力学性能良好，能够用于细胞培养。

技术领域

本发明涉及生物高分子材料领域，具体为一种细胞培养纸及其制备方法和应用。

背景技术

纸作为一种新兴的细胞培养平台引起了广泛关注。与其他材料相比，纸是一种更为廉价丰富的材料，并且具有一些特殊的优点，如：(1)原材料为纤维素或纤维素-聚合物混合体，具有良好的生物相容性；(2)具有大量的孔隙，能够模拟细胞外基质的结构，允许物质穿过，可以为细胞提供养分并及时排出代谢废物；(3)便于进行化学修饰，实现生物分子的固定，也便于沉积各种物质以改变纸本身的物理化学性质；(4)可以灵活调节纸张结构和厚度；(5)多个纸基单元可以通过简单地堆叠实现3D结构组织/器官构建，也可以通过拆解简便地实现从3D至2D的结构转化而不破坏细胞结构，从而便于内部细胞形态和功能的观测。

然而，纸张作为一种新型的细胞培养平台，也存在部分缺陷。一个理想的细胞培养支撑材料应该具有能够使营养物质转运和代谢产物排出的足够孔隙率，并且还要有能够支撑起支架结构的力学强度，且细胞必须与材料发生适当的粘附，才能进行迁移、分化和增殖。因此需要一定的孔隙率和孔隙大小，孔隙大小必须保证略大于正常的细胞尺寸(10～100μm)能够使细胞培养系统显示出良好的细胞生长环境，促进细胞的粘附，迁移和增殖。

目前，有直接使用滤纸做细胞培养纸，但是该定性滤纸的孔隙较大(80～120μm)，不适合细胞高效地粘附，且该定性滤纸的湿强较差，在细胞生长过程中不能起到很好的支架作用。也有采用溶解再生法制备的再生纤维素膜，其孔径一般为10～30nm左右。采用静电纺丝法制备的纤维素多孔膜，平均孔径大约为80～1100nm，但这两种方法制备的纤维素膜孔径较小，难以满足细胞增殖所需要的空间。后来有采用溶解再生纤维素与模板法相结合制备纤维素膜，在再生的过程中加入致孔剂，通过控制致孔剂的尺寸，制备出具有不同孔径和孔隙率的纤维素膜，但是操作复杂，且有机溶剂的加入会对细胞生长不利。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种细胞培养纸及其制备方法和应用，利用羧基纳米纤维素的填充性能和亲水性特征，对现有孔隙较大的滤纸进行孔隙调控，所得材料孔隙率适合细胞生长，且力学性能良好，能够用于细胞培养。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种细胞培养纸的制备方法，包括如下步骤：

将在醇类溶剂中浸泡过的滤纸浸渍在质量分数为0.2％～1.0％的羧基化纳米纤维素溶液中，之后自然晾干，得到细胞培养纸。

优选的，所述的醇类溶剂为乙醇水溶液。

优选的，所述的滤纸为定性滤纸。

优选的，将滤纸在醇类溶剂中浸泡5～10min后，再浸渍在所述的羧基化纳米纤维素溶液中。

优选的，所述的滤纸在该羧基化纳米纤维素溶液中浸渍3～8min之后沥干水分，再自然晾干。

优选的，所述的羧基化纳米纤维素溶液按如下过程制备得到：