[发明专利]水凝胶成图与细胞培养制品

说明书

相关申请的交叉参考

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2009年8月26日提交的美国临时专利申请第61/237098号的优先权。

技术领域

本发明涉及使水凝胶，特别是聚糖基水凝胶成图的方法，还涉及含有图案化水凝胶的制品，如细胞培养制品。

背景技术

图案化水凝胶已用于许多应用，包括传感器、细胞培养和组织工程。由于水凝胶具有溶胀特性，所述溶胀特性能响应诸如温度、pH、盐度和葡萄糖浓度这样的刺激，发生可逆变化，所以水凝胶可用作传感器或传感器部件。水凝胶在细胞培养和分析以及组织工程中受到关注，因为它们的模量和亲水性比塑料更接近于组织。

生产图案化水凝胶的方法有很多。这些方法中，多数包括利用引发剂并借助光掩模使单体发生光固化，然后洗去未反应的单体和引发剂，以及制备水凝胶聚合物时可能用到的聚合抑制剂或者其它组分或试剂。

发明内容

本文描述了由可交联聚合物形成的图案化水凝胶及其它内容。在多个实施方式中，在不使用光引发剂、可固化单体以及有害或有毒的溶剂或材料的情况下使聚合物如聚糖基聚合物发生光交联。

因此，可减少或者完全省去用来清除这种组分或试剂的洗涤步骤。

在多个实施方式中，本发明提供了形成涂有图案的基板的方法。所述方法包括将包含聚糖基聚合物的组合物置于基板上，形成涂覆基板。聚糖基聚合物组合物基本上不含交联单体。所述方法还包括使涂覆基板的一部分受第一剂量的UV辐射作用，促使聚糖基聚合物发生交联，其中基板的一部分受到屏蔽，不遭受电离辐射。可对受UV作用的涂覆基板进行洗涤或水合，除去未交联的聚糖基聚合物。

所述方法还可包括使交联的聚糖基聚合物的至少一部分和起初受到屏蔽的涂覆基板的至少一部分受到第二剂量的UV辐射作用，形成具有交联密度较高的区域和交联密度较低的区域的涂覆基板。作为替代或除此之外，所述方法还可包括使后面受到第一剂量的电离辐射作用的至少一部分涂覆基板和后面因屏蔽而不受第一剂量的电离辐射作用的至少一部分涂覆基板预先受到UV辐射作用，形成具有交联密度较高的区域和交联密度较低的区域的涂覆基板。

所述方法可用于制备各种具有图案化水凝胶层的制品。在一些实施方式中，所述方法用于制备具有图案化水凝胶层的细胞培养制品。

本领域的技术人员在结合附图阅读以下详述的基础上，很容易看出本文所述各种实施方式中的一种或多种实施方式相比于使水凝胶成图的现有方法的优点。

附图说明

图1-3是制备图案化水凝胶层的方法的示意图。

图4是一种细胞培养制品的截面示意图，该制品的孔具有涂覆了图案化水凝胶层的表面。在图4A中，孔未经涂覆，而在图4B-C中，孔或其一部分经过涂覆。

图5A-C是根据本文所述的方法制备的图案化水凝胶表面的例子的光学显微图。在图5A和5C中，用结晶紫染色法显示交联区。

图5D是用来形成图5C所示图案化表面的光掩模的光学显微图。

图6A-B提供了根据本文所述的方法制备的图案化水凝胶表面的例子的原子力显微图像。

图7A是根据本文所述的方法制备的图案化表面的光学显微图，用结晶紫染色法显示交联区。

图7B是用来形成图7A所示的图案化表面的图案化网印设备的示意性绘图，并展示了图案是如何形成的。

图8A是包含图7A所示图案的所有高度的横断面的光学显微图。

图8B是利用原子力显微镜得到的包含图7A所示图案的所有高度的横断面的图像。

图9是根据本文所述的方法制备的图案化表面的光学显微图，用结晶紫染色法显示交联区。

图10提供了根据本文所述的方法制备的图案化表面的原子力显微图像。上面两幅图像显示了用UV处理3分钟的羟乙基纤维素(HEC)层的水合图像(A)和干态图像(B)，显示出10倍的高度差(溶胀时7.3μm，干燥时700nm)。下面3幅图显示了HEC样品经UV处理10分钟(C)、5分钟(D)和3分钟(E)之后的高度分布。

图11是通过乳酸脱氢酶(LDH)分析法测定的附着24小时的相对细胞数的柱状图。

附图不一定是按比例绘制的。图中所用的相同的附图标记表示相同的部分、步骤等。但应理解，在特定的附图中使用附图标记表示一个部分并不会是用来对另一附图中用相同附图标记标出的部分构成限制。此外，用不同的附图标记表示各部分并不表明附图标记不同的部分不能相同或相似。

具体实施方式