[发明专利]一种基于激光改变表面浸润性实现细胞三维培养的新方法

说明书

本发明提供了一种基于激光改变表面浸润性实现细胞三维培养的新方法。所述方法包括一种激光可控改变表面浸润性的基底，由超疏水的惰性表面和在所述惰性表面上的图案化区域组成，且该区域的表面浸润性可由激光调节。其中，制备可控表面浸润性的基底是首先通过对表面进行刻蚀，然后通过分子修饰改变化学成分，使其表面变为超疏水；利用激光对表面进行轰击，使得被轰击区域的表面由超疏水变成疏水或者亲水状态，从而可以在轰击区域粘附水凝胶。本发明将所述方法用于制备三维细胞共培养模型，极大地简化了现有制备细胞三维共培养细胞模型的操作及方法。

技术领域

本发明涉及微纳加工技术和细胞培养技术领域，更具体地，涉及一种基于激光改变表面浸润性实现细胞三维培养的新方法。

背景技术

近几年随着生命科学和微加工技术结合而发展起来的体外三维模型，是二十一世界科技发展的重要趋势。微流控芯片能够对芯片上培养的细胞实施时间和空间上的精确控制。体外三维模型通过将多种细胞构筑成模拟体内组织、器官的三维结构，使其接近或达到组织、器官水平的功能，从而可以进行生物学基础研究、药物筛选以及组织工程研究。举例，Philip J.Lee等，微流控芯片上构建模拟肝窦装腺模型，在此平台上进行肝细胞的代谢检测及毒性测试。Karina Ziolkowska等，在微流控芯片上提供了一个三维肿瘤细胞微环境，可培养肿瘤细胞球样物长达4周，并且可实时观察药物对肿瘤细胞球样物的作用。

尽管上述模型能够在不同程度上模拟组织的复杂环境，但是对组织尺寸的精确控制还有些缺乏，以及模拟组织间相互作用的研究还有些不足。因此发展构建体外三维肿瘤模型的新方法、新技术，简捷、高效的制备能够模拟体内复杂结构，为精准医学、转化医学提供个性化的体外模型，仍是当期研究的一个重要挑战。

发明内容

本发明的首要目的在于，提供了一种基于激光改变表面浸润性实现细胞三维培养的新方法。

利用本发明提供的激光可控改变表面浸润性的基底可简单、快捷的构建三维细胞共培养模型，且内、外层细胞的形状和大小可控，可为精准医学、转化医学提供个性化的体外模型。

本发明通过以下技术方案实现上述技术目的：

一种基于激光改变表面浸润性实现细胞三维培养的新方法，包含一种激光可控改变表面浸润性的基底，由超疏水的惰性表面和在所述惰性表面上的图案化区域组成，且该图案化区域的表面浸润性可控。

优选地，控制图案化区域的表面浸润性可控的方法，包括如下步骤：

S1. 制备超疏水的惰性表面基底；

S2. 利用激光刻蚀的方法，在基底表面的部分区域进行激光轰击，得到图案化区域，使得其表面的性质由超疏水变为疏水或者亲水状态。

优选地，激光可控改变表面浸润性的基底的材质为玻璃片、硅片、金属、金属氧化物等可用激光加工的材料。

优选地，超疏水的惰性表面基底是通过表面修饰改变化学成分，成为超疏水惰性表面。

优选地，超疏水的惰性表面基底的制备为：将原始基底进行刻蚀，并用十八烷基三氯硅烷修饰，变为惰性表面。

优选地，S2中制备图案化区域的操作为：利用激光刻蚀的方法，在基底表面的部分区域进行激光轰击，得到图案化区域，使得其表面的性质由超疏水变为疏水或者亲水状态。

优选地，图案化区域为点阵组成，每个点阵分为内层和外层，内层和外层均为实心图形，内外层相互不接触。

优选地，图案化区域的每个图形包括至少一个内层和外层。

与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：