[发明专利]一种水凝胶及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种水凝胶及其制备方法和应用，其中水凝胶为图案化温敏性水凝胶，包括以下质量份数的原料组分：10～50份的N‑异丙基丙烯酰胺类单体、0.01～0.2份的氧化石墨烯和5～30份的交联剂。所述的水凝胶用于细胞培养，收集细胞层，进一步可用于构建三维肿瘤模型。本发明提供的水凝胶合理配伍各原料组分，具有优异的温敏性能，通过合理配伍的氧化石墨烯浓度，使水凝胶在细胞培养温度下，呈现疏水性，促进细胞在其表面黏附增殖；在室温条件下，水凝胶由疏水转变为亲水，能够在短时间内收集到脱附的细胞层，利用得到的细胞层进一步培养成具有三维结构的细胞球，既可以用于肿瘤模型研究，也可作为筛选抗肿瘤药物的细胞模型。 1

主权项

1.一种水凝胶，其特征在于：包括以下质量份数的原料组分：10～50份的N‑异丙基丙烯酰胺类单体、0.01～0.2份的氧化石墨烯和5～30份的交联剂。

2.根据权利要求1所述的水凝胶，其特征在于：所述交联剂为聚乙二醇类交联剂。

3.根据权利要求1所述的水凝胶，其特征在于：还包括以下质量份数的原料组分：0.1～10份的引发剂和0.5～5份的催化剂；

所述N‑异丙基丙烯酰胺类单体为N‑异丙基丙烯酰胺、2‑羟基异丙基丙烯酰胺或N,N‑二乙基丙烯酰胺；

所述交联剂为聚乙二醇双丙烯酸酯或聚乙二醇双甲基丙烯酸酯；

所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾；

所述催化剂为亚硫酸钠或N,N,N’,N’‑四甲基乙二胺。

4.一种权利要求1～3任一项所述的水凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：取N‑异丙基丙烯酰胺类单体、氧化石墨烯和交联剂，与去离子水相混合，经低温超声分散，得到聚合物预聚体溶液，所述聚合物预聚体溶液中的所述N‑异丙基丙烯酰胺类单体质量浓度为10～50％、所述氧化石墨烯的质量浓度为0.01～0.2％、所述交联剂的质量浓度为5～30％；将所述聚合物预聚体溶液放入模具中，经室温聚合得到图案化的水凝胶。

5.根据权利要求4所述的水凝胶的制备方法，其特征在于：所述聚合物预聚体溶液中还添加有引发剂，所述聚合物预聚体溶液中的引发剂的质量浓度为0.1～10％，经低温超声分散后加入催化剂，所述聚合物预聚体溶液中的催化剂的质量浓度为0.5～5％，经低温超声混合后得到溶液放入模具中，经室温聚合得到图案化的水凝胶，经去离子水浸泡后灭菌保存。

6.一种权利要求1～3任一项所述的水凝胶在培养细胞中的应用。

7.根据权利要求6所述的水凝胶在培养细胞中的应用，其特征在于：取一种或多种贴壁细胞接种于水凝胶表面，经细胞培养在图案化的水凝胶内培养成层，得到细胞层。

8.根据权利要求7所述的水凝胶在培养细胞中的应用，其特征在于：将所述细胞层经降温脱附出后转移至琼脂铺底的细胞板中培养，得到单种或多种细胞共培养的细胞球。

9.一种权利要求1～3任一项所述的水凝胶在制备三维肿瘤模型的应用。

10.根据权利要求9所述的水凝胶在制备三维肿瘤模型的应用，其特征在于：取肿瘤细胞和其他贴壁细胞均接种于水凝胶表面，经细胞培养在图案化的水凝胶内培养成层，得到细胞层，将所述细胞层经降温脱附出后转移至琼脂铺底的细胞板中培养，得到肿瘤细胞和其他贴壁细胞共培养的细胞球。