本發明涉及細胞培養材料,尤其涉及一種用于臍帶間充質干細胞大規模培養的3d打印支架。
背景技術:
1、間充質干細胞(mesenchymal?stem?cells,mscs)具有免疫調節功能,易于分離、培養、擴增和純化,多次傳代擴增后仍具有干細胞特性,且具有強大的增殖能力及多向分化潛能等特性。其中胎盤來源的臍帶間充質干細胞(umbilical?cord?mesenchymal?stemcells,ucmscs),具有來源豐富、獲取無創性、免疫原性低、體外增殖能力強且具有修復受損組織、對抗衰老和多種疾病的潛力等方面的優點,具有良好的臨床應用前景。
2、目前,臍帶間充質干細胞的培養主要在含血清的培養基中進行,盡管含血清的培養基在臍帶間充質干細胞的培養中起到了重要作用,但血清成分復雜,存在潛在的病原生物污染風險,且批次間的差異較大,可能影響實驗結果的穩定性和可靠性。
技術實現思路
1、為了克服現有技術的不足,本發明的目的之一在于提供一種用于臍帶間充質干細胞大規模培養的3d打印支架,能夠為細胞營造3d環境的同時為細胞提供促進其生長的營養物質。
2、本發明的目的之二在于提供一種臍帶間充質干細胞的培養方法。
3、本發明的目的之一采用如下技術方案實現:
4、一種用于臍帶間充質干細胞大規模培養的3d打印支架包括支架本體,所述支架本體為3d打印一體成型結構,所述支架本體上設置細胞培養孔,所述細胞培養孔中填充負載臍帶間充質干細胞的復合凝膠。
5、進一步地,所述復合凝膠的制備過程如下:取含有氰基基團的化合物和水溶性高分子反應,得到接枝氰基基團的水溶性高分子,然后將所述接枝氰基基團的水溶性高分子、醛基苯硼酸和具有多羥基的高分子加入水中進行混合攪拌反應,即可得到復合凝膠。
6、進一步地,所述含有氰基基團的化合物為氰乙酸、氰基乙酸乙酯中的一種,所述水溶性高分子為聚乙二醇、聚乙烯醇、明膠中的一種,所述含有氰基基團的化合物和水溶性高分子反應的條件為堿性條件下85°c加熱23-26h。
7、進一步地,所述接枝氰基基團的水溶性高分子在水溶液中的摩爾濃度為5%-15%;所述醛基苯硼酸在水溶液中的摩爾濃度為5%-15%;所述具有多羥基的高分子在水溶液中的質量濃度為2%-10%;所述具有多羥基的高分子為羥丙基纖維素。
8、進一步地,所述支架本體的制備過程如下:以生物高分子為基礎原料,添加細胞生長促進劑,利用溶劑乳化法制備負載細胞生長促進劑的微球,3d打印得到具有細胞培養孔的支架本體。
9、進一步地,所述生物高分子和所述細胞生長促進劑的質量比為5-20:1,所述生物高分子為左旋聚乳酸、聚己內酯、聚羥基脂肪酸酯中的至少一種,所述細胞生長促進劑為硅酸鋰鎂鈉、磷酸鎂、磷酸銅中的至少一種。
10、進一步地,所述細胞培養孔的直徑為100-1000μm,所述支架本體的直徑為10-100mm。
11、本發明的目的之二采用如下技術方案實現:
12、一種臍帶間充質干細胞的培養方法,采用所述3d打印支架進行培養。
13、進一步地,所述臍帶間充質干細胞的培養方法包括以下步驟:將臍帶間充質干細胞和復合凝膠混合,灌注至支架本體的細胞培養孔中,然后將所述支架本體浸入至含有培養基的培養容器中進行培養,待培養完成后加入凝膠解離劑進行解離,離心、洗滌后收集細胞。
14、進一步地,所述臍帶間充質干細胞在所述復合凝膠中的密度為5×105-8×105個/ml;所述凝膠解離劑為半胱氨酸、硒代半胱氨酸中的一種或兩種的混合物,所述凝膠解離劑在培養基中的添加濃度為50-100?mg/ml,所述解離的時間為2-20?min。
15、相比現有技術,本發明的有益效果在于:
16、本發明提供了一種用于臍帶間充質干細胞大規模培養的3d打印支架。該支架上的孔隙結構能夠優化細胞附著、增殖和營養物質交換;該支架本體與復合凝膠搭配使用具有良好的臍帶間充質干細胞相容性及貼壁粘附率,且復合凝膠具備能在特定刺激下快速解離的特性,從而能夠在不損害細胞狀態的前提下安全高效地收集細胞;該支架為干細胞研究和臨床應用領域提供了一種新穎、有效的解決方案,特別適用于需要大規模細胞生產的場合,具有顯著的社會價值和商業潛力。
17、本發明提供了一種用于臍帶間充質干細胞大規模培養的細胞培養方法。該培養方法操作簡單,普適性較高。
1.一種用于臍帶間充質干細胞大規模培養的3d打印支架,其特征在于,包括支架本體,所述支架本體為3d打印一體成型結構,所述支架本體上設置細胞培養孔,所述細胞培養孔中填充負載臍帶間充質干細胞的復合凝膠;
2.根據權利要求1所述的用于臍帶間充質干細胞大規模培養的3d打印支架,其特征在于,所述含有氰基基團的化合物為氰乙酸、氰乙酸乙酯中的一種,所述水溶性高分子為聚乙二醇、聚乙烯醇、明膠中的一種,所述含有氰基基團的化合物和水溶性高分子反應的條件為堿性條件下85°c加熱23-26h。
3.根據權利要求1中所述的用于臍帶間充質干細胞大規模培養的3d打印支架,其特征在于,所述接枝氰基基團的水溶性高分子在水溶液中的摩爾濃度為5%-15%;所述醛基苯硼酸在水溶液中的摩爾濃度為5%-15%;所述具有多羥基的高分子在水溶液中的質量濃度為2%-10%;所述具有多羥基的高分子為羥丙基纖維素。
4.根據權利要求1所述的用于臍帶間充質干細胞大規模培養的3d打印支架,其特征在于,所述生物高分子和所述細胞生長促進劑的質量比為5-20:1,所述生物高分子為左旋聚乳酸、聚己內酯、聚羥基脂肪酸酯中的至少一種,所述細胞生長促進劑為硅酸鋰鎂鈉、磷酸鎂、磷酸銅中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的用于臍帶間充質干細胞大規模培養的3d打印支架,其特征在于,所述細胞培養孔的直徑為100-1000μm,所述支架本體的直徑為10-100mm。
6.根據權利要求1所述的用于臍帶間充質干細胞大規模培養的3d打印支架,其特征在于,所述臍帶間充質干細胞在所述復合凝膠中的密度為5×105-8×105個/ml;所述凝膠解離劑為半胱氨酸、硒代半胱氨酸中的一種或兩種的混合物,所述凝膠解離劑在培養基中的添加濃度為50-100?mg/ml,所述解離的時間為2-20?min。