[发明专利]三维支架的制备装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维支架的制备装置及其制备方法，特别涉及一种用于组织工程或细胞培养的三维支架的制备装置及其制备方法。

背景技术

细胞培养和组织工程是再生医学中的关键技术，其是通过人为方式大量增殖，以提供足够的细胞进行实验分析，再仿真并提供组织细胞生长发育所需的条件，使经由培养所得的细胞能生长分化成具有专一性质的细胞或组织。

虽然运用再生医学不仅可解决病患等待器官捐赠的不确定性，更可消除器官移植后免疫系统可能发生排斥的潜在疑虑。然而，其发展却受限于少数技术，例如细胞培养及立体支架。

细胞培养技术中，为使经由培养所得的细胞最终能生长成为符合理想功能及型态的组织或器官，支架(scaffold)的运用扮演了极为重要的角色。支架的功能是提供一个适宜细胞生长的立体框架结构，也就是一般所称的三维支架，其具有大量的孔洞供应细胞附着或接种，再由此导引细胞朝依规划的三维方向进行生长分化，产生拟似的再生组织或器官。

已知的支架制备技术主要利用将球体堆栈后，灌入胶体，等到胶体凝固后再将球体取出，留下与原本球体大小相同的孔洞，以供应细胞附着或接种。然而，已知的支架制备技术在拿取球体时过程，容易损坏球体周围的支架。再者，拿取球体的制备步骤繁复，且制作成本相当高，所需要耗费的制备时间也相当久。

因此，如何提供一种三维支架的制备方法及制备装置，能以简易的方式及设备，即可达到制备三维支架的目的，以简化制备支架的繁复操作与制备时间是为当前重要的课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的是提供一种三维支架之制备方法及制备装置，能以简易的方式及设备，即可达到制备三维支架之目的，以简化制备支架的繁复操作与制备时间。

为达上述目的，依据本发明的一种三维支架的制备装置，包括气泡产生器、气泡混合通道、凝结溶液通道以及气泡收集器。气泡产生器包括气体流道、胶体溶液流道及隔离体。胶体溶液流道环绕气体流道。隔离体设置于气体流道与胶体溶液流道之间。气泡混合通道与气泡产生器的第一出口连接。凝结溶液通道与气泡混合通道连接。气泡收集器与气泡混合通道的第二出口连接。

在本发明一个实施例中，凝结溶液通道设置于气泡混合通道靠近气泡产生器的一侧，并与第一出口具有一距离。

在本发明一个实施例中，气泡混合通道具有至少一弯折部。

在本发明一个实施例中，弯折部设置于气泡混合通道与凝结溶液通道的连接处与第二出口之间。

在本发明一个实施例中，气体流道与胶体溶液流道的一交界处邻近第一出口。

在本发明一个实施例中，气泡混合通道的孔径介于10μm至1mm之间。

在本发明一个实施例中，气泡收集器具有一下板，下板具有多个凹槽，以容置该些气泡。

在本发明一个实施例中，气泡收集器具有一上板，上板与下板紧密连结且覆盖该些凹槽。

为达上述目的，依据本发明之一种三维支架之制备方法，包括下列步骤：将一胶体溶液及一气流经由一气泡产生器，形成多个气泡；将该些气泡通入一气泡混合通道；加入一凝结溶液于气泡混合通道，以进行一凝胶反应；以及打通至少部分该些气泡，以形成一三维支架。

在本发明一个实施例中，胶体溶液包括第一材料和第二材料，第一材料与第二材料混合形成胶体溶液。

在本发明一个实施例中，第一材料与第二材料的其中之一包括单体分子，第一材料与第二材料的另外之一包括架桥分子。

在本发明一个实施例中，凝结溶液包括起始剂。

在本发明一个实施例中，凝结溶液还包括催化剂。

在本发明一个实施例中，其中进行凝胶反应的步骤包括在50℃～70℃的环境中进行凝胶反应。

在本发明一个实施例中，其中打通至少部分所述气泡的步骤在低压环境下将这些气泡浸置于液体，以抽气移除该些气泡内的气体。

在本发明一个实施例中，其中制备方法还包括：将这些三维支架浸置于蛋白质溶液中。

在本发明一个实施例中，蛋白质溶液包括纤维连接蛋白。

在本发明一个实施例中，其中制备方法还包括：将这些三维支架浸置于交联试剂中。

在本发明一个实施例中，其中制备方法还包括：以磷酸缓冲溶液、清水、等张溶液或等张培养液进行淋洗。

在本发明一个实施例中，气泡产生器包括气体流道、胶体溶液流道和隔离体，胶体溶液流道环绕气体流道，且隔离体设置于气体流道与胶体溶液流道之间，胶体溶液从胶体溶液流道流过，气流从该气体流道流过。