[发明专利]纤维支架及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种纤维支架，并且提供了该纤维支架的制备方法及其在动物细胞培养中的应用，该纤维支架包括聚合物纤维和覆盖在所述聚合物纤维表面的正电荷修饰层；所述聚合物纤维的直径为10～60μm，表面正电荷浓度为0.2～0.3mmol/g。本发明提供的纤维支架具有更大的空隙，纤维支架机械强度高，性能稳定可重复利用，具有完全亲水性，有利于细胞的培养生长。本发明提供的纤维支架制备方法步骤简单，适合于各种规模的生产。

技术领域

本发明涉及生物工程领域，具体涉及一种纤维支架及其制备方法和应用。

背景技术

目前，在大规模细胞培养的技术中，例如细胞培养，抗体、细胞因子以及病毒等生物制品的生产上，微载体都有广泛运用。得到广泛应用的原因在于它是一类无毒性、与细胞结合力好的物质，并且拥有较大的比表面积与比体积，细胞培养面积大，并且节省空间。

目前的微载体有丝素蛋白和壳聚糖大孔微载体，壳聚糖和明胶混合微载体等。然而球状微载体存在细胞仅能贴附表面、面积体积比小的问题，而多孔微载体虽然存在空隙从而有利于供细胞贴附，但其空隙容易被阻塞并进而影响氧气及物质交换。因此，同时具有比表面积大、细胞亲和力良好、物质交换效率高等优点的纤维支架型微载体可解决此类问题。纤维支架微载体由纤维丝成网状构成，空隙大，细胞贴附于纤维生长，便于细胞与细胞之间形成紧密连接、桥粒连接等连接结构，是一种可以实现细胞三维培养模式的微载体。

然而，目前对于纤维支架载体的研究较为稀少，主要的纤维支架为电纺丝类物质，主要运用在组织工程体内移植方面，而纯粹用于体外大规模细胞培养的则较为罕见。电纺丝类纤维支架其结构特点在于电纺丝为纳米级微细结构，空隙多，可供细胞贴附生长，但空隙小，细胞成片贴附后极易阻塞相关空隙，使得物质交换严重受限，此外其机械强度较低，经过酸碱、高温等处理后容易变形变性，不利于重复利用，并且其具有很强的憎水性，容易漂浮于培养基的表面上，不利于细胞与培养基接触。

发明内容

基于此，有必要针对存在空隙小、不耐酸碱高温和憎水性等问题的纤维支架，提供一种纤维支架及其制备方法和应用。

为实现该目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种纤维支架，其包括聚合物纤维和覆盖在所述聚合物纤维表面的正电荷修饰层；所述聚合物纤维的直径为10～60μm，表面正电荷浓度为0.2～0.3mmol/g。

在其中一个实施例中，所述正电荷修饰层为带正电荷的赖氨酸层。

在其中一个实施例中，所述纤维支架为由聚合物纤维交织形成的片状结构或布状结构。

在其中一个实施例中，所述聚合物纤维由碳酸聚酯、聚丙烯或聚酰胺中的至少一种形成。

进一步的，所述纤维支架的原料的纯度为医用级。

本发明提供了一种制备如上所述的纤维支架的制备方法，其包括以下步骤：由聚合物纤维交织形成片状结构或布状结构的纤维片；将纤维片进行清洗并干燥；对干燥后的所述纤维片进行修饰前活化处理，得到活化纤维片；对所述活化纤维片制备贴附修饰层；对所述贴附修饰层进行阴离子交换，得到所述纤维支架。

进一步地，将纤维片进行清洗并干燥的步骤中还包括用20％～30％的过氧化氢对所述纤维片进行浸泡的工序。

在其中一个实施例中，对干燥后的所述纤维片进行修饰前活化处理的步骤包括：将所述纤维片进行清洗并干燥后加入浓度为2～10mmol/g的活化剂中，活化处理8～24小时后取出纤维片清洗并干燥，得到活化纤维片。

在其中一个实施例中，所述活化剂为至少含有6个碳原子的含环氧基团的长链活化剂。

进一步的，所述长链活化剂选自1,4-丁二醇二缩水甘油醚、双环氧化丁二烯、正丁基缩水甘油醚或烯丙基缩水甘油醚中的至少一种。