[发明专利]细胞培养基质、其方法及用途

说明书

本发明提供一种用于细胞培养的基质。本文亦揭示包含所述基质的系统以及使用及制造所述基质的方法。

相关申请案之交叉引用

本申请案主张2020年12月31日申请的美国临时专利申请案第63/132,934号及2021年10月05日申请的美国临时专利申请案第63/252,268号的优先权及权益，其揭示内容特此以全文引用的方式并入本文中。

背景技术

从基础科学到临床前药物发现的应用，包括肿瘤生物学、神经退化性疾病及药物毒性的研究，研究人员对3D球状体模型的关注持续增长。三维(3D)细胞培养方法愈来愈多地被用于生成复杂的组织或肿瘤模型。

使用3D细胞培养方法及市场上可获得的产品形成的球状体存在许多差异，且此可能会影响其读出结果。举例而言，广泛用于3D细胞培养的非黏附技术，包括超低附着(ULA)盘及悬滴法，已经被证实不合适，因为这些方法通常经由细胞聚集产生球状体。此类球状体一般维持其原始异质性且含有多种具有不同特征的细胞，这将需要对细胞异质性有更好地了解。当数以万计的细胞聚集成球状体(亦即具有球形之团块)时，由于缺乏营养及氧气渗透，在数小时内形成广泛的中央坏死核，且因此阻碍细胞增殖。在真正的癌症中，扩展性中央坏死为一种罕见的现象。

另外，Matrigel为常用于基于组织的细胞生长，诸如类器官形成的嵌入基质。但失焦、低效的化合物扩散及样品分离的困难限制其用于基于3D球状体的体外应用。

球状体形成的标准化对于产生均一3D细胞培养物及自基于球状体的分析及药物筛选获得可再现结果至关重要。因此，需要开发能够可靠地形成单细胞衍生的球状体的新的细胞培养系统及方法。

发明内容

本发明提供一种用于培养细胞的细胞培养基质(下文称为“基质”)。本文提供的基质包含涂布聚电解质多层及吸收性聚合物的弹性体膜。本文所述之涂层有利于水合保存。其可防止细胞培养基质因在环境温度下长期储存而导致的不想要的表面裂纹。本发明亦提供一种包含所述基质的细胞培养系统。本发明另提供所述基质及包含其的细胞培养系统的用途及制备方法。

因此，本发明之一个态样提供一种呈多层膜形式的基质，其包含聚电解质多层、吸收性聚合物及弹性体膜，其中吸收性聚合物沉积于弹性体膜的顶部，且聚电解质多层沉积于吸收性聚合物的顶部。与吸收性聚合物直接接触的聚电解质可为聚阳离子或聚阴离子。基质的最外层可为聚阳离子或聚阴离子。

在一些实施例中，本文所述的弹性体为聚硅氧弹性体。在优选实施例中，聚硅氧弹性体为聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

适合的吸收性聚合物包括但不限于聚(乙烯醇)(PVA)、聚(乙二醇)(PEG)、PEG-丙烯酸酯、聚乙烯吡咯啶酮(PVP)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚-L-丙交酯(PLLA)、聚-D-丙交酯(PDLA)、聚(L-丙交酯-共-D,L-丙交酯)(PLDLLA)、聚(乙醇酸)(PGA)、聚(乳酸-共-乙醇酸)(PL-co-GA)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚(甲基丙烯酸羟乙酯)(p-HEMA)及其衍生物。

在一些实施例中，吸收性聚合物为PVA、PEG、PVP、PEI、PMMA或其衍生物。在一些实施例中，吸收性聚合物为PVA。在一些实施例中，吸收性聚合物为PEG或PEG-丙烯酸酯，诸如PEGMA、PEGDMA或PEGDA。在一些实施例中，吸收性聚合物为PLA或衍生物，诸如PLLA、PDLA或PLDLLA。在一些实施例中，吸收性聚合物为PGA或衍生物，诸如PLGA。在一些实施例中，吸收性聚合物为PMAA或衍生物，诸如pHEMA。

在某些实施例中，吸收性聚合物的体积为表面涂层总体积的0.01-10％。