【技术实现步骤摘要】
本申请涉及细胞培养，特别是涉及一种用于细胞3d培养的海藻酸钠水凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
1、细胞3d培养，即三维细胞培养技术(three-dimensionalcell culture,tdcc)是指将具有三维结构不同材料的载体与各种不同种类的细胞在体外共同培养，使细胞能够在载体的三维立体空间结构中迁移、生长，构成三维的细胞-载体复合物。细胞3d培养的关键是用于细胞附着和生长的生物支架，原则上，生物支架必须具备适当的机械性能、良好的可附着性和很好的生物相容性。
2、海藻酸钠是一种天然生物高分子，具有良好的生物相容性，不会引专利技术显的免疫反应或毒性反应，适合用于细胞培养和组织工程等生物医学应用。由海藻酸钠制备的海藻酸钠水凝胶具有良好的渗透性能，可以促进氧气、营养物质和代谢产物的有效交换，有利于细胞的生长和功能表达；并且，海藻酸钠水凝胶的机械性能可以通过调整其浓度、交联程度和结构形态等参数进行调控；可以制备出各种强度、刚度和形状的水凝胶，以满足不同类型细胞的需求。海藻酸钠水凝胶表面带有负电荷，对许多细胞都具有良好的附着性，有利于细胞在凝胶内的定植和生长；而且海藻酸钠水凝胶还可以通过调整其流变特性，使其具备一定的可注射性，这种特性使得海藻酸钠水凝胶能够方便地注射到目标组织或体内。总之，用于细胞培养的海藻酸钠水凝胶具有良好的生物相容性、透气性、机械性能可调控、细胞可附着性和可注射性等优势，适用于细胞培养、组织工程和再生医学等领域。
3、但是，现有的海藻酸钠水凝胶或者基于海藻酸钠研发的凝胶产品，细胞增殖
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种改进的用于细胞3d培养的海藻酸钠水凝胶及其制备方法和应用。
2、本申请采用了以下技术方案：
3、本申请的第一方面公开了一种用于细胞3d培养的海藻酸钠水凝胶，包括海藻酸钠、胶原蛋白、层粘连蛋白和壳聚糖，以及交联形成水凝胶的无机盐。
4、需要说明的是，本申请在现有的海藻酸钠水凝胶基础上进行改进，采用胶原蛋白、层粘连蛋白和壳聚糖与海藻酸钠形成水凝胶，不仅保留了海藻酸钠生物相容性好、透气性好、机械强度可调、便于细胞吸附和可注射使用等优点；更重要的是，本申请通过组分改进和优化，提高了细胞在本申请海藻酸钠水凝胶上的增殖速度。在本申请的一种实现方式中，本申请海藻酸钠水凝胶的细胞增殖速度相对于仅有海藻酸钠的水凝胶，有极显著的差异性。可以理解，本申请的海藻酸钠水凝胶不仅能够用于细胞3d培养，还能够用于细胞的扩增及保存。
5、本申请的一种实现方式中，海藻酸钠、胶原蛋白、壳聚糖和层粘连蛋白的质量比为250:150:500:2.5。
6、需要说明的是，以上具体配比只是本申请的一种实现方式中具体采用的最优海藻酸钠水凝胶配方，在该配比下能够获得更好的细胞增殖效果。可以理解，在此基础上，本领域技术人员可以根据实际情况调整配比，以获得不同的细胞增殖效果。
7、本申请的一种实现方式中，无机盐为氯化钙。
8、本申请的第二方面公开了本申请的海藻酸钠水凝胶的制备方法，包括将海藻酸钠水溶液、胶原蛋白、壳聚糖和层粘连蛋白，按比例混合，并与无机盐溶液混合，形成本申请的海藻酸钠水凝胶。
9、需要说明的是，本申请的制备方法中，无机盐溶液主要起到交联作用，即水凝胶各组分在无机盐溶液中进行交联，形成本申请的海藻酸钠水凝胶。
10、本申请的一种实现方式中，具体的，将浓度为0.1g/ml的海藻酸钠水溶液、浓度为10mg/ml的胶原蛋白、浓度为0.1g/ml的壳聚糖、浓度为1mg/ml的层粘连蛋白和浓度为100mmol/l的无机盐溶液，按照海藻酸钠:胶原蛋白:壳聚糖:层粘连蛋白:无机盐溶液的体积比2.5:15:5:2.5:5混合，形成本申请的海藻酸钠水凝胶。
11、需要说明的是，以上具体浓度和配比只是本申请的一种实现方式中采用的具体制备方案，在相同的专利技术构思下，可以适当调整各组分浓度，只要确保海藻酸钠、胶原蛋白、壳聚糖和层粘连蛋白的质量比为250:150:500:2.5即可制备获得本申请的海藻酸钠水凝胶。
12、本申请的第三方面公开了本申请的海藻酸钠水凝胶在制备生物支架中的应用。
13、本申请的第四方面公开了一种采用本申请的海藻酸钠水凝胶的生物支架。
14、需要说明的是，本申请的生物支架，由于采用本申请的海藻酸钠水凝胶，一方面，具有生物相容性好、透气性好、机械强度可调、便于细胞吸附和生长等优点；另一方面，细胞在本申请的生物支架上生长速度快，能够更好的满足临床使用需求。此外，由于本申请的生物支架上的细胞增殖速度快，也能够更好的满足不同的科研或试验需求，缩短试验时间，提高研发效率。
15、本申请的第五方面公开了一种采用本申请的海藻酸钠水凝胶进行细胞3d培养的方法，包括将海藻酸钠水溶液、胶原蛋白、壳聚糖、层粘连蛋白、无机盐溶液，以及含有待培养细胞的培养基，按比例混合，在培养箱中静置培养至少1h，然后，添加培养基继续培养。
16、需要说明的是，本申请的海藻酸钠水凝胶主要是为细胞提供一个三维立体空间结构，以便于细胞在其中迁移和生长，从而构成三维的细胞-载体复合物。其中，细胞培养所需的培养基，可以根据具体的细胞而定。在培养箱中静置培养至少1h是为了使得三维立体空间结构充分固定成形，至于后续添加培养基继续培养，可以参考现有的细胞培养方法，在此不做具体限定。
17、还需要说明的是，本申请的细胞3d培养方法，由于采用本申请的海藻酸钠水凝胶，细胞增殖速度明显加快，提高了细胞3d培养的效率；并且，同时具有生物相容性好、透气性好、机械强度可调、便于细胞吸附和生长等优点。
18、本申请的一种实现方式中，海藻酸钠水溶液的浓度为0.1g/ml、胶原蛋白的浓度为10mg/ml、壳聚糖的浓度为0.1g/ml、层粘连蛋白的浓度为1mg/ml、无机盐溶液的浓度为100mmol/l，按照海藻酸钠:胶原蛋白:壳聚糖:层粘连蛋白:无机盐:含有待培养细胞的培养基的体积比为2.5:15:5:2.5:5:10混合进行培养。
19、本申请的一种实现方式中，培养基为含有抗生素和fbs的dmem。例如，一般的胎牛血清(fbs)的用量为10％(v/v)。
20、需要说明的是，以上培养基只是本申请的一种实现方式中具体采用的培养基，根据所培养的细胞不同，具体的可以根据需求进行调整，例如，可以在培养基中添加不同的添加剂，以满足特定使用需求，在此不做具体限定。本申请使用的抗生素为青霉素和链霉素，例如采用50-100u青霉素，50-100μg链霉素。
21、本申请的有益效果在于：
22、本申请的海藻酸钠水凝胶，具有生物相容性好、透气性好、机械强度可调、可注射使用、便于细胞吸附和生长，且细胞增殖速度快等优点，能够更好的满足临床使用需求。...
【技术保护点】
1.一种用于细胞3D培养的海藻酸钠水凝胶，其特征在于：包括海藻酸钠、胶原蛋白、壳聚糖和层粘连蛋白，以及交联形成水凝胶的无机盐。
2.根据权利要求1所述的海藻酸钠水凝胶，其特征在于：所述海藻酸钠、胶原蛋白、壳聚糖和层粘连蛋白的质量比为250:150:500:2.5。
3.根据权利要求1或2所述的海藻酸钠水凝胶，其特征在于：所述无机盐为氯化钙。
4.权利要求1-3任一项所述的海藻酸钠水凝胶的制备方法，其特征在于：包括将海藻酸钠水溶液、胶原蛋白、壳聚糖和层粘连蛋白，按比例混合，并与无机盐溶液混合，形成所述海藻酸钠水凝胶。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：包括将浓度为0.1g/mL的海藻酸钠水溶液、浓度为10mg/mL的胶原蛋白、浓度为0.1g/mL的壳聚糖、浓度为1mg/mL的层粘连蛋白和浓度为100mmol/L的无机盐溶液，按照海藻酸钠:胶原蛋白:壳聚糖:层粘连蛋白:无机盐溶液的体积比2.5:15:5:2.5:5混合，形成所述海藻酸钠水凝胶。
6.权利要求1-3任一项所述的海藻酸钠水凝胶在制备生物支架中的应用。
7.一种采用权利要求1-3任一项所述的海藻酸钠水凝胶的生物支架。
8.采用权利要求1-3任一项所述的海藻酸钠水凝胶进行细胞3D培养的方法，其特征在于：包括将海藻酸钠水溶液、胶原蛋白、壳聚糖、层粘连蛋白、无机盐溶液，以及含有待培养细胞的培养基，按比例混合，在培养箱中静置培养至少1h，然后，添加培养基继续培养。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：海藻酸钠水溶液的浓度为0.1g/mL、胶原蛋白的浓度为10mg/mL、壳聚糖的浓度为0.1g/mL、层粘连蛋白的浓度为1mg/mL、无机盐溶液的浓度为100mmol/L，按照海藻酸钠:胶原蛋白:壳聚糖:层粘连蛋白:无机盐:含有待培养细胞的培养基的体积比为2.5:15:5:2.5:5:10混合进行培养。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于：所述培养基为含有抗生素和FBS的DMEM。
...【技术特征摘要】
1.一种用于细胞3d培养的海藻酸钠水凝胶，其特征在于：包括海藻酸钠、胶原蛋白、壳聚糖和层粘连蛋白，以及交联形成水凝胶的无机盐。
2.根据权利要求1所述的海藻酸钠水凝胶，其特征在于：所述海藻酸钠、胶原蛋白、壳聚糖和层粘连蛋白的质量比为250:150:500:2.5。
3.根据权利要求1或2所述的海藻酸钠水凝胶，其特征在于：所述无机盐为氯化钙。
4.权利要求1-3任一项所述的海藻酸钠水凝胶的制备方法，其特征在于：包括将海藻酸钠水溶液、胶原蛋白、壳聚糖和层粘连蛋白，按比例混合，并与无机盐溶液混合，形成所述海藻酸钠水凝胶。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：包括将浓度为0.1g/ml的海藻酸钠水溶液、浓度为10mg/ml的胶原蛋白、浓度为0.1g/ml的壳聚糖、浓度为1mg/ml的层粘连蛋白和浓度为100mmol/l的无机盐溶液，按照海藻酸钠:胶原蛋白:壳聚糖:层粘连蛋白:无机盐溶液的体积比2.5:15:5:2.5:5混合，形成所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刁明昆，吕佩涛，
申请(专利权)人：深圳欧玛生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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