[发明专利]一种能够使细胞图案化生长的表面及其应用

说明书

本发明公开了一种能够使细胞图案化生长的表面，制备步骤为：1)用硅烷偶联剂制备氨基修饰的玻璃表面；2)按照a或b的任一步骤进行：a、用带有预设图案的聚二甲基硅氧烷印章，以氧等离子体刻蚀的方式，在步骤1)得到的玻璃片表面形成氨基预设图案，得到氨基图案化玻璃片；再用羧基被活化的天然多糖与氨基图案化玻片发生酰胺化反应，在玻璃片表面形成多糖预设图案；b、步骤1)得到的玻璃片和羧基被活化的天然多糖进行酰胺化反应；再用带有预设图案的聚二甲基硅氧烷印章，以氧等离子体刻蚀的方式，在玻璃片表面形成多糖预设图案。通过图案化表面培养细胞，细胞优先黏附在非多糖区域，形成细胞图案化，且具有良好的取向。

技术领域

本发明属于生物材料领域，涉及一种能够使细胞图案化生长的表面及其应用。

背景技术

细胞在体内处于一个充满了各种物理化学信号高度信息化的微环境中，细胞生长微环境对于细胞的生长发育和动态平衡非常重要。细胞图案化是一种体外细胞培养技术，具体地，通过在材料表面制备一定的图案，诱导细胞自身的响应机制黏附在特定的区域形成图案。目前，常用表面化学修饰的方法在基底形成具有细胞黏附反差的表面，从而实现细胞图案化。细胞图案化作为一种体外研究和控制细胞生物学行为的重要方法，被广泛用于研究细胞与细胞之间以及细胞与基底之间相互作用的机制，同时可以一定程度上模拟体内复杂的微环境以控制细胞的功能性，从而满足组织工程学的需要。

目前，微接触压印技术常被用于构建图案化表面。该方法一般会用到PDMS印章，然而 PDMS没有足够的刚性，压印过程中的过度形变会导致形成的图案不规整，因此不仅对PDMS 印章的图案高度要求严格，而且对操作者而言，需要在压印时非常小心。另外，在以往的研究中，聚乙二醇(PEG)及其衍生物的单分子层常被用作抗细胞黏附的表面，然而不可忽视的是聚乙二醇应用于生物医用材料有很多副反应，例如，PEG分子本身或者在合成过程中引入的副产物可能会引起机体的过敏反应，PEG的不可生物降解性和在有氧环境中容易降解的特点都会对它的使用产生不利的影响。

针对上述弊端，我们采用一种天然多糖为原料，利用氧等离子体刻蚀的方法与玻璃基底进行图案化修饰，从而实现细胞图案化的目的。该方法的优势在于不仅能够很好地形成规整的细胞图案，而且原料具有更加优异的生物相容性和生物功能性，同时操作更加简便，反应条件温和。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能够使细胞图案化生长的表面。本发明具体提供了如下的技术方案：

1、一种能够使细胞图案化生长的表面，其特征在于，制备步骤为：

1)用硅烷偶联剂制备氨基修饰的玻璃表面；

2)按照a或b的任一步骤进行：

a、用带有预设图案的聚二甲基硅氧烷印章，以氧等离子体刻蚀的方式，在步骤1)得到的玻璃片表面形成氨基预设图案，得到氨基图案化玻璃片；再用羧基被活化的天然多糖与氨基图案化玻片发生酰胺化反应，在玻璃片表面形成多糖预设图案；

b、步骤1)得到的玻璃片和羧基被活化的天然多糖进行酰胺化反应；再用带有预设图案的聚二甲基硅氧烷印章，以氧等离子体刻蚀的方式，在玻璃片表面形成多糖预设图案。

进一步，步骤2)中所述的天然多糖的羧基用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺与 N-羟基琥珀酰亚胺的混合物或4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉激活。

进一步，所述的天然多糖需配成溶液，浓度为1～5mg/mL，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺与N-羟基琥珀酰亚胺的浓度分别为20～100mM和50～200mM，4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉的用量为天然多糖的羧基的物质的量的2～4倍。

进一步，所述的天然多糖为透明质酸、海藻酸钠、肝素、葡聚糖、壳聚糖或普鲁兰。

进一步，所述的天然多糖的溶液的pH为5.0～7.0。