[发明专利]一种简便的纳米电纺丝区域化方法

说明书

技术领域

本发明属于微流控芯片技术、纳米电纺丝技术、高分子材料科学、及其细胞学应用等领域，具体涉及一种简便的纳米电纺丝区域化方法。

背景技术

纳米电纺丝技术为组织工程及再生医学的发展提供了一个极具潜力的研究平台。由于纳米电纺丝具有很高的比表面积，多孔结构以及各种制备材料的表面化学性质等已经在生物学领域展现出广泛的应用前景。其应用领域主要包括以下几个方面：1、电纺丝作为细胞的三维培养的基质，来对细胞三维环境中的行为进行研究；2、电纺丝作为药物或基因载体，进行细胞药物筛选或外源基于转染研究；3、电纺丝作为一种体内支架，促进受损组织的修复；4、利用电纺丝在体外重建组织器官。

近年来，随着电纺丝技术的发展，很多研究者已经制备了具有跟细胞外基质具有相同化学组成和结构性质的纳米纺丝材料，用于研究和模拟实时生理条件下的细胞和细胞外基质的相互作用。同时很多工作集中采用电场力或者磁力的方式制备平行的或者具有一定结构的电纺丝。然而这些技术制备的电纺丝膜，不能区域化，对不利于提高研究的通量。

最近，传统的光刻技术被用来进行纳米电纺丝的区域化，实现了在同一片电纺丝区域化，可以用来进行不同实验条件的筛选。但是这种方式通常需要复杂的制备过程，耗时耗力。尤其由于纳米纺丝的多空结构，沉积在内部的化学试剂必将影响纺丝的性质，而且电纺丝的易碎性，也影响这种方式的应用范围。

综上所述，本发明提供了一种用途广泛、操作灵活、简便的纳米电纺丝区域化方法的方法，具有十分重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种简便的纳米电纺丝区域化方法，该方法解决了电纺丝不能区域化，分析通量低等问题。

本发明提供了一种简便的纳米电纺丝区域化方法，该方法的具体步骤如下：

——采用干净的基体材料（包括玻璃，PDMS，高分子聚合物等），置于接通高压电源地线的铝块之上，折射器针头尖端磨平并接通高压电源的正极；采用注射泵推动注射器，使注射器中的高分子材料溶液或者高分子材料溶液与无机物的混合物，按0.4~2mL/h流速输出到折射器针头，在高压电场的作用下在玻璃表面形成纳米电纺丝；

——将一个具有平滑端口的中空管一端通过软管接到注射器上，注射器中带有液态的SU8胶，并置于注射泵上；另一端固定在可上下移动的Z轴平移台上；

——将带用纳米电纺丝的基体放于XY两维电动平移台上，固定好；

——调节Z轴平移台高度，使中空管的尖端距离电纺丝的距离小于100微米；

——通过电脑程序控制带有SU8胶注射器的注射泵的流速，使注射器内的SU8按0.4mL~4mL/h的流速从中空金属管的内部挤出；

——通过电脑程序控制XY两维电动平移台，使其按设定的图形进行运动，从而SU8胶便在纳米电纺丝上形成图案化；

——待SU8渗入到纳米电纺丝空隙，到达基体后采用UV灯照射，使SU8固化。

本发明提供的简单的纳米电纺丝区域化方法，所述的纳米电纺丝材料范围广泛，包括高分子材料溶液或高分子材料溶液与无机物的混合物；所述高分子材料为PS、PLGA、PLLA、壳聚糖、蚕丝蛋白、明胶中的一种或多种。

本发明提供的简便的纳米电纺丝区域化方法，设定的图形可以在电脑程序内任意设计，包括圆形，方形，椭圆，三角，直线，曲线等各种形状及这些形状的组合体。

本发明提供的简便的纳米电纺丝区域化方法，采用的SU8 胶为一种环氧型光刻胶，其常温下为液态，同时具有较高的粘度，易于提高图形的分表率。固化后易于跟基体结合将电纺丝固定于基体之上，同时具有疏水性，易于电纺丝的区域化。

本发明提供的简便的纳米电纺丝区域化方法， 该方法可以很容易的将电纺丝与微流控等新技术进行集成。例如，通过在基体上加工微小的过孔，同时在基体的背面集成微流通道，过孔实现微流通道内液体和区域化电纺丝间溶液的联通。

本发明提供的纳米电纺丝的区域化方法，采用SU8光刻胶隔离，具有良好的防水性，因此不同区域的电纺丝相互之间具有很好的隔离性，可以采用不同浓度的溶液进行分别修饰，可以采用不同浓度的药物或者不同浓度的生物因子溶液进行修饰。

本发明提供的纳米电纺丝的区域化方法，可以实现不同种类的细胞在相同纺丝条件，不同浓度条件的培养，实现细胞多参数的培养条件的筛查，降低筛查成本。

本发明提供的纳米电纺丝的区域化方法，其优点在于：

1、可以对多种纳米电纺丝进行区域化，不受纺丝材料性质的影响；

2、区域化的电纺丝性质不受影响，没有溶剂等污染；