[发明专利]一种用于肿瘤细胞培养的三维细胞培养支架及其制备方法

权利要求书

1.一种用于肿瘤细胞培养的三维细胞培养支架的制备方法，其特征在于：在静电纺丝接收微纳米纤维形成第一纤维层后，停止纺丝，并在第一纤维层上添加水凝胶前驱体，然后继续静电纺丝，在添加有水凝胶前驱体的第一纤维层上接收微纳米纤维形成第二纤维层，最后将静电纺丝后的产物浸渍到过量含交联剂的水溶液中，制备得到三维细胞培养支架；

接收微纳米纤维形成第一纤维层的时间为30s～3min，添加水凝胶前驱体后继续接收微纳米纤维形成第二纤维层的时间为30s～3min；

所述微纳米纤维的长径比大于10000；

所述水凝胶前驱体吸水膨胀后体积增长大于2000％；

所述制备得到的三维细胞培养支架为超过99％的纤维呈单分散状态的自锁微纳米纤维三维网络与水凝胶的复合支架；

所述自锁三维网络是指三维网络在拉伸条件下，随着拉伸应变的增加，拉伸模量增加，直至断裂；

所述单分散状态是指纤维之间不完全并列重叠的状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微纳米纤维的直径为100nm～10μm。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，三维细胞培养支架的具体制备步骤如下：

(1)将生物相容性高分子聚合物溶解于纺丝溶剂中，配制成静电纺丝液；

(2)将步骤(1)配置的静电纺丝液进行分阶段静电纺丝，先纺丝30s～3min形成第一纤维层，然后停止纺丝，喷洒水凝胶前驱体粉末，停止喷洒水凝胶前驱体粉末后，继续纺丝30s～3min，在喷洒有水凝胶前驱体粉末的第一纤维层上形成第二纤维层；

(3)将步骤(2)的产物浸渍到过量含交联剂的水溶液中；

(4)将步骤(3)产物加工成为适用于细胞培养孔板大小的圆柱体，灭菌处理后，制得三维细胞培养支架。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述生物相容性高分子聚合物选自聚己内酯、聚L-丙交酯-己内酯和聚乳酸-羟基乙酸中的一种，所述纺丝溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、N-N二甲基甲酰胺、三氟乙醇、六氟异丙醇、四氢呋喃和丙酮中的一种以上；所述静电纺丝液的浓度为8～15％(w/v)。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述水凝胶前驱体粉末为明胶粉末、壳聚糖粉末、海藻酸钠粉末和透明质酸粉末的一种以上；所述水凝胶前驱体粉末添加量为微纳米纤维总量的50～500wt％；静电纺丝工艺为：纺丝环境温度28～35℃，相对湿度40～70％，静电纺静电压10～25kV，喷丝口距接收板距离15～22cm，推注速度0.8～4mL/h。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述交联剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐/N-羟基琥珀酰亚胺、戊二醛或氯化钙，含交联剂的水溶液中交联剂的浓度为0.1～2wt％，交联时间为5min～12h，步骤(4)中所述细胞培养孔板为4孔板、6孔板、12孔板、24孔板、48孔板或96孔板。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还对步骤(3)制得的三维细胞培养支架进行冷冻干燥后经灭菌处理；

冷冻干燥的温度为-55℃，时间为24～48h，真空度为5Pa，所述灭菌处理为伽马射线灭菌法。

8.采用如权利要求1～7任一项所述的方法制得的用于肿瘤细胞培养的三维细胞培养支架，其特征在于：为填充有水凝胶的微纳米纤维三维网络；

所述微纳米纤维三维网络的体积与所有微纳米纤维体积和之比大于20:1。

9.根据权利要求8所述的用于肿瘤细胞培养的三维细胞培养支架，其特征在于，所述水凝胶含水量大于95wt％。

10.根据权利要求9所述的用于肿瘤细胞培养的三维细胞培养支架，其特征在于，所述三维细胞培养支架的孔径为10～300μm，拉伸断裂强力大于10N。