[发明专利]一种三维细胞培养支架及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于细胞培养的三维培养支架，其特征在于，所述三维培养支架包含多孔磷酸钙支架和包被于所述多孔磷酸钙支架上的海藻酸钠层；所述多孔磷酸钙支架设有均匀分布的微孔。

2.根据权利要求1所述的三维培养支架的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

步骤1：固相磷酸钙含量为50～55％(重量体积比)的料浆的配制；

步骤2：聚甲基丙烯酸甲酯微球的制备；

步骤3：多孔磷酸钙支架的制备；

步骤4：将步骤3制备的多孔磷酸钙支架放入质量百分含量为4～7％的海藻酸钠盐酸溶液中，真空浸泡1-2h，用超纯水反复洗涤三次，即得。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述磷酸钙为纳米磷酸钙。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述料浆的配制包括以下步骤：

步骤1.1：纳米磷酸三钙粉末的配制；

步骤1.2：将纳米磷酸三钙粉末、分散剂及超纯水球磨0.5-2h，即得。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述纳米磷酸三钙粉末的配制包括以下步骤：

步骤1.1.1：将硝酸钙、磷酸氢二胺和尿素溶于超纯水中，优选地，所述超纯水溶液中各原料的浓度为：硝酸钙0.5-0.6摩尔/L、磷酸氢二胺0.4-0.5摩尔/L和尿素0.56-0.6摩尔/L；

步骤1.1.2：将步骤1.1.1制得的溶液放置于烘箱中，于70-80℃干燥3-7h；

步骤1.1.3：将干燥后的物质放于马弗炉中，于700-800℃温度，煅烧1-2h，得到白色的纳米磷酸三钙粉末。

6.根据权利要求2至5任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤2中，所述聚甲基丙烯酸甲酯微球的制备包括以下步骤：

步骤2.1：用质量分数为5-6％氢氧化钠溶液缓慢清洗甲基丙烯酸甲酯两次，再用无水氯化钙干燥洗涤后的甲基丙烯酸甲酯12-24h，优选地，用25mL质量分数为5-6％氢氧化钠溶液缓慢清洗甲基丙烯酸甲酯两次；

步骤2.2：将碱式碳酸镁溶于质量百分含量为0.3％的聚乙烯醇溶液中，再加入甲基丙烯酸甲酯溶液、引发剂、二甲基丙烯酸乙二醇酯，在N2保护下，将反应体系至于66-70℃下搅拌6h，搅拌速度为240-440r/min，优选地，所述碱式碳酸镁溶液的浓度为0.0142-0.015摩尔/L；优选地，所述甲基丙烯酸甲酯溶液与聚乙烯醇溶液的体积比为1∶12.5-1∶13，更为优选地，所述甲基丙烯酸甲酯溶液的密度为0.9410g/mL；优选地，所述引发剂为过氧化苯甲酰，所述过氧化苯甲酰的质量浓度为0.3％；优选地，所述二甲基丙烯酸乙二醇酯与聚乙烯醇溶液的体积比为1∶625-1∶667，更为优选地，所述二甲基丙烯酸乙二醇酯的密度为1.0151g/mL；

步骤2.3：反应结束后，用滤纸过滤粗产物除去残留溶液，并用超纯水洗涤5次；

步骤2.4：在60-65℃烘箱中，真空干燥得到直径为200～300μm的聚甲基丙烯酸甲酯微球。

7.根据权利要求2-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤3中，所述多孔磷酸钙支架的制备包括以下步骤：

步骤3.1：将亚硫酸铝、尿素、聚乙烯醇吡咯烷酮超纯水中，配制得到纳米氧化铝悬浊液，优选地，所述各原料溶于超纯水中的浓度分别为：亚硫酸铝0.05-0.06摩尔/L、尿素0.56-0.6摩尔/L、聚乙烯醇吡咯烷酮6.5x10-6摩尔/L；

步骤3.2：将聚甲基丙稀酸甲酯微球放置于烧杯中，于干燥箱中，于180-200℃下，干燥1-2h；

步骤3.3：室温下，将纳米氧化铝悬浊液缓慢铺满聚甲基丙烯酸甲酯微球，于真空干燥箱中干燥，得到聚甲基丙烯酸甲酯微球支架。

步骤3.4：将步骤3.3制得的聚甲基丙烯酸甲酯/支架进行真空处理，注入步骤1中所制备的磷酸三钙料浆，混合均匀得到料浆/聚甲基丙烯酸甲酯/支架复合物。

步骤3.5：将料浆/聚甲基丙烯酸甲酯/支架复合物放于马弗炉中烧结形成多孔磷酸钙支架。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述烧结步骤为：依次置于室温到200℃均匀升温并烧结50分钟，200-400℃均匀升温并烧结600分钟，400-1300℃均匀升温并烧结400分钟，最后1250℃烧结120分钟。

9.权利要求1所述的三维培养支架在制备细胞培养装置中的应用。