[实用新型]一种用于研究压力梯度损伤的单神经元培养模具

说明书

技术领域

本实用新型属于细胞损伤研究领域，特别涉及一种用于研究压力梯度损伤的单神经元培养模具。

背景技术

机体内的细胞随着所处的位置不同，感受着各种不同的力（剪切力、压力、牵张力等）。当细胞受力超出承受范围后，就会出现损伤，研究这一损伤过程是生物医学领域的一个重要课题。为了研究力对细胞的损伤，各种力学加载系统已经被开发，其中美国的flexcell系统，可以完成对细胞流体剪切力、压力、拉力等的加载。这些加载系统大都是针对细胞整体进行力学加载，即单个细胞在同一时间受到的力是相同的，可以满足大多数的研究。但在神经元受力研究中存在不足。神经系统中的部分神经元会长出超长的轴突（厘米级），这样单个细胞的受力就从点变成了线，即单个细胞不同部位受到不同的力。最为典型的例子就是视网膜神经节细胞（RGC），其胞体部分位于眼球内，受到眼内压；而其轴突位于与脑室联通的密闭管腔内，受到脑脊液的压力，而眼压与颅内压是不同的，会形成一个压力梯度，当眼压与颅压发生重大改变时，会发生不可逆的视神经损伤，造成失明。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型旨在建立一个用于研究压力梯度损伤的单神经元培养体系，提供了一种用于研究压力梯度损伤的单神经元培养模具。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于研究压力梯度损伤的单神经元培养模具，包括玻璃片、梯形水凝胶层和含神经元细胞的水凝胶层，所述梯形水凝胶层通过梯形槽定形为梯形，所述含神经元细胞的水凝胶层位于梯形水凝胶层的梯形头端H，梯形水凝胶层和含神经元细胞的水凝胶层凝固于玻璃片上。

进一步的，所述玻璃片是经由3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯处理过的盖玻片。

进一步的，所述水凝胶层（3）和含神经元细胞的水凝胶层（5）均由水凝胶溶液制备得到，所述水凝胶溶液为浓度3%~8%的GelMA水凝胶，且其中含有0.1%~1%的光敏剂。

进一步的，所述GelMA水凝胶由磷酸盐缓冲溶液制备得到。

所述的用于研究压力梯度损伤的单神经元培养模具的制备方法，包括以下步骤：

1）光掩模的制备

制备轴突生长光掩模（1-1）和细胞捕获点光掩模（1-2）；

2）水凝胶溶液的制备

将GelMA溶解到磷酸盐缓冲溶液中，配置3%~8%终浓度的GelMA水凝胶溶液，并加入0.1%~1%光敏剂，得到水凝胶溶液；

3）梯形GelMA水凝胶的制备

将步骤2）制备得到的水凝胶溶液灌入到由多聚赖氨酸包被过的梯形槽中，上面依次覆盖玻璃片、轴突生长光掩模，再用紫外光进行光聚合，得到轴突生长的梯形水凝胶层；

4）GelMA水凝胶单细胞悬液的制备

将体外神经元重悬到浓度为3%~8% GelMA水凝胶溶液中，得到含神经元的GelMA悬液；

5）神经元单细胞捕获

将步骤4）所制备的含神经元的GelMA悬液灌注到矩形多聚赖氨酸基底槽中，将步骤3）得到的轴突生长的水凝胶层置于矩形槽中，使梯形水凝胶层浸于含神经元的GelMA悬液中，将轴突生长光掩模更换为细胞捕获点光掩模，再用紫外光进行光聚合，完成神经元单细胞捕获，即得到所述的用于研究压力梯度损伤的单神经元培养模具。

进一步的，所述光掩模为菲林材料，所述轴突生长光掩模（1-1）的透光处呈矩形，所述细胞捕获点光掩模（1-2）的透光处呈圆形。

进一步的，轴突生长光掩模（1-1）的矩形透光处的长宽分别为1cm、20μm，细胞捕获点光掩模（1-2）的圆形透光处的直径为150μm。

本实用新型相比现有技术的有益效果为：

1、本实用新型使用明胶-甲基丙烯酸酯（GelMA）材料，通过添加光敏剂，使其具有光聚合能力，通过第一次光聚合，制备得到“头高尾低”的梯形轴突生长水凝胶，通过第二次光聚合，将神经元细胞固定于轴突生长凝胶的头端（H），经过体外培养后得到长轴突神经元细胞，在垂直轴突生长凝胶方向加载固定大小的外力，利用凝胶受力后形变程度不同所形成梯度应力，模拟神经元长轴突所感受到的压力梯度。

附图说明

图1为轴突生长光掩模（1-1）结构示意图；

图2为细胞捕获点光掩模（1-2）结构示意图；

图3为梯形水凝胶制备示意图；

图4为单细胞捕获示意图；

图5为制备得到的用于研究压力梯度损伤的单神经元培养模具结构示意图。

具体实施方式