[发明专利]一种实现细胞集落均质性生长的装置和方法

权利要求书

1.细胞集落体外培养装置，包括具有若干微图形空腔的微图形化模板和位于所述微图形化模板下的粘性水凝胶；所述粘性水凝胶与所述微图形化模板交联粘着为整体；所述微图形化模板的每个所述微图形空腔的形状和体积决定细胞集落生长的物理空间。

2.根据权利要求1所述的细胞集落体外培养装置，其特征在于：所述细胞集落体外培养装置还包括位于所述粘性水凝胶下的基底。

3.根据权利要求1所述的细胞集落体外培养装置，其特征在于：所述细胞集落体外培养装置还包括位于所述粘性水凝胶下并嵌入所述微图形化模板的多孔培养皿。

4.根据权利要求1-3中任一所述的细胞集落体外培养装置，其特征在于：所述粘性水凝胶用可交联形成水凝胶的天然生物材料和/或人工合成生物材料制成，所述天然生物材料选自下述材料中的至少一种：明胶、明胶衍生物、藻酸盐、藻酸盐衍生物、琼脂、基质胶、胶原、蛋白多糖、糖蛋白、透明质酸、层连接蛋白和纤维连接蛋白；所述人工合成生物材料选自下述材料中的至少一种：聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚乳酸、聚羟基酸、聚乳酸醇酸共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚酸酐、聚酸酯、聚酰胺、聚氨基酸、聚缩醛、聚氰基丙烯酸酯、聚氨基甲酸酯、聚吡咯、聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚氧化乙烯。

5.根据权利要求1-4中任一所述的细胞集落体外培养装置，其特征在于：用作所述微图形化模板的材料为聚甲基丙烯酸甲酯；用作所述粘性水凝胶的材料由明胶-甲基丙烯酸甲酯和光引发剂2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮组成；所述明胶-甲基丙烯酸甲酯为明胶与甲基丙烯酸甲酯的使用配比为1g所述明胶比1ml所述甲基丙烯酸甲酯的聚合物。

6.根据权利要求5所述的细胞集落体外培养装置，其特征在于：所述粘性水凝胶按照包括如下步骤的方法制备：

1)将所述明胶-甲基丙烯酸甲酯溶于DMEM培养液，得到明胶-甲基丙烯酸甲酯溶液，所述明胶-甲基丙烯酸甲酯溶液中所述明胶-甲基丙烯酸甲酯的含量为每100ml所述明胶-甲基丙烯酸甲酯溶液中含有5g所述明胶-甲基丙烯酸甲酯；

2)将所述光引发剂2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮溶于无水乙醇，得到光引发剂溶液，所述光引发剂溶液中所述2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮的含量为每100ml所述光引发剂溶液中含有10g所述2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮；

3)将所述光引发剂溶液与所述明胶-甲基丙烯酸甲酯溶液按照体积比1∶20的比例混合。

7.根据权利要求1-6中任一所述的细胞集落体外培养装置，其特征在于：所述粘性水凝胶的上表面涂覆有细胞外基质成分；所述细胞外基质成分包括胶原、明胶、基质胶、蛋白多糖、糖蛋白、透明质酸、层连接蛋白或纤维连接蛋白；和/或，

所述粘性水凝胶中嵌合有生长因子和化学信号分子。

8.根据权利要求1-7中任一所述的细胞集落体外培养装置，其特征在于：所述粘性水凝胶的厚度为1-10μm。

9.权利要求1-8中任一所述的细胞集落体外培养装置在调控全能干细胞自我更新中的应用。

10.权利要求1-8中任一所述的细胞集落体外培养装置在调控全能干细胞定向分化中的应用。