[发明专利]基于微流控技术的复合空腔微纤维的制备方法

说明书

基于微流控技术的复合空腔微纤维的制备方法，其在制备空腔微纤维的过程中，在微纤维的内腔上引入能够促进细胞贴壁生长的修饰材料，在空腔形成的同时修饰材料贴附在空腔上形成一种修饰涂层，为后期细胞的黏附和培养提供促进作用。本发明利用微流控芯片技术，形成能够生成同轴层流流型的微米级通道，实现对样品流体的流型操控，并最终使样品流体固化成具有特定内涂层结构的微米级空腔纤维材料。所述微纤维材料能模拟人体组织内的微结构，为组织工程和器官再生提供了新的方法和思路。本发明操作方法简单可靠，效率高，技术效果优良；其为微纤维的改性提供了便利条件；内部的修饰涂层均匀稳定简单可控，利于细胞的贴壁生长。

技术领域

本发明涉及基于微流控芯片技术的空腔复合微纤维的制备方法和应用技术领域，特别提供了一种基于微流控技术的复合空腔微纤维的制备方法。

背景技术

现有技术中，器官移植是目前治疗器官衰竭的理想方法，但器官供应短缺、免疫排斥以及伦理争议等问题严重制约了其临床应用。因此，组织工程作为构筑可植入器官的一条新途径，就成为器官衰竭治疗的重要发展方向。组织工程主要是利用生物相容性的支架材料与细胞复合，制备具有细胞功能的可移植的工程化组织，植入后通过与受体整合以达到修复病损器官、替代器官功能及缓解供体器官短缺的目的[1,2]。因此在组织工程的构建过程中，对体内细胞生长微环境的模拟，实现体外细胞的三维培养，进而改善体外培养的细胞的功能，就尤为重要。

鉴于很多器官本身是一种软组织，因此水凝胶类的软支架就成为组织构建的首选。此类软支架不仅能够为细胞的分裂与分化提供更接近于天然细胞外基质的化学与物理环境，并且还可以通过注射等微创方式植入人体，降低了手术难度。而在所有软支架中，纤维类凝胶支架由于跟细胞外基质有着类似的微结构而受到广泛关注。纤维类凝胶材料不仅具有容易操作、便于组装成需要形状支架的优点，而且还能很好地模拟体内微环境，提供一种能促进细胞生长、改善细胞功能、具有合理构成细胞外基质的结构模式。

海藻酸是从褐藻类海洋生物中提取的一种线型阴离子天然多糖，在常温下能被二价金属离子(如Ca²⁺)迅速固化成水凝胶。由于具有相当好的生物相容性，所以被认为是一种理想的细胞包埋及三维培养基质材料，因而成为此研究方案制备纤维材料的首选。但是海藻酸钠不利于细胞的黏附以及在体内不够稳定，这些不足极大的限制了它的应用。因此，对现有的海藻酸钠微纤维进行改性，促进细胞在海藻酸钠微纤维里面的黏附，增加海藻酸钠微纤维在体内的稳定性，就显得尤为重要。

在现有技术中，微流控芯片技术在制备微纳功能材料方面具有其他方法无法比拟的优势，它的基本特征和最大优势是多种单元技术在微小平台上的灵活组合和规模集成。这些优势使所制备出的微纳功能材料具有尺寸均一、形貌及组成可控、材料性能稳定以及批次间差异小等优点。基于上述优势，基于微流控技术设计和制备功能材料成为了近几年的研究热点。

人们迫切希望获得一种技术效果优良的基于微流控技术的复合空腔微纤维的制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果优良的基于微流控技术的复合空腔微纤维的制备方法，并对其在组织工程领域的应用做了一些探索。本发明提供了一种操作简单、通量高的微流控芯片平台并用于新型的空腔复合微纤维的制备方法。本发明所述的复合空腔微纤维可以用于细胞的包载和培养，为组织工程的构建提供一种思路。

本发明提供了一种基于微流控技术的复合空腔微纤维的制备方法，其特征在于：其在制备空腔微纤维的过程中，在微纤维的内腔上引入能够促进细胞贴壁生长的修饰材料，在空腔形成的同时修饰材料贴附在空腔上形成一种修饰涂层，为后期细胞的黏附和培养提供促进作用。

所述基于微流控技术的复合空腔微纤维的制备方法，还要求保护下述优选内容：

所述微流控芯片由上、下两层芯片组成，两层均为聚二甲基硅氧烷材质；芯片具有至少三个平行通道入口、一个总出口；所述基于微流控技术的复合空腔微纤维的制备方法的要求如下：