【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物支架材料，具体涉及一种生物支架及其制备方法和应用。
技术介绍
1、细胞培育肉是在无需进行屠宰牧畜的情况下通过体外大量培养动物细胞进而诱导分化形成肌纤维而生产的人造肉。
2、目前细胞培育肉的形式大多都以碎肉的形式出现，人们普遍认为用适当的组织工程技术构建三维肌肉组织可能成为令人满意的解决方案。然而，天然组织通常具有复杂的结构和组分，所以通过组织工程技术再现天然组织的复杂性仍然是一项重大挑战。
3、在组织工程技术中，基于基质胶使用的增材制造策略，构建人工组织和类器官。尽管在基础医学和生命科学的发展中显示出从物理结构方面上构建人工组织的巨大前景，但是从物理结构方面构建人工组织的成本高昂，且无法实现个性化组织的构建。其中细胞培育肉制造或类器官培养影响最为关键的是缺乏安全的、可实现类器官培养的支架，并且支架的性质决定了结构特征以及细胞相互作用。
4、尽管，目前现有技术中也存在一些支架制备方法，但是现有的支架不存在可塑性，也无法用于类器官的培养，同时当前支架的弊端在于成本高、不可食用，可以三维培养但无法形成类似于组织的结构。因此开发具有适当机械性能、可食用、可塑型、可实现类器官培养、生物降解性和生物相容性的支架，并用于制造理想的三维个性化组织是必不可少的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种生物支架及其制备方法和应用，所述生物支架具有良好的生物相容性和可塑性，可以较好地支持细胞三维立体生长，实现类器官的培养以及细胞培育肉的制备，
2、本专利技术提供了一种生物支架，所述生物支架的制备原料包括明胶和蛋白；所述明胶和蛋白的体积比为1：1；所述蛋白包括白蛋白和纤粘连蛋白，所述白蛋白和纤粘连蛋白的质量比为2:1。
3、优选的，所述制备原料以原料溶液的形式存在，所述原料溶液中明胶的质量浓度为5％-10％、白蛋白的质量浓度为20％、纤粘连蛋白的质量浓度为10％；所述原料溶液中的溶剂为水或细胞培养基。
4、优选的，所述生物支架包括液体支架或可塑型支架。
5、本专利技术还提供了上述技术方案所述生物支架的制备方法，包括如下步骤：将明胶、白蛋白、纤粘连蛋白和水混合后孵育，得到的生物支架为液体支架。
6、优选的，所述制备方法还包括：将所述液体支架进行塑形，得到的生物支架为可塑型支架。
7、优选的，所述孵育的温度为40-50℃，时间为30-60min。
8、优选的，所述塑形的方法包括冷冻干燥塑形或3d打印塑形；
9、所述冷冻干燥塑形包括：将所述液体支架置于具有固定形状的容器中进行冷冻干燥，得到所述可塑型支架；
10、所述3d打印塑形包括：将所述液体支架进行3d打印后与交联剂混合进行交联反应，得到所述可塑型支架。
11、优选的，3d打印的条件包括：挤出流速为4.00-6.00mm3/s，打印速度为4.00-5.00mm/s，线间距为0.4-0.6mm；
12、所述交联剂包括戊二醛溶液，所述戊二醛溶液的质量浓度为0.25％-1.25％。
13、本专利技术还提供了上述技术方案所述的生物支架或上述技术方案所述制备方法制备得到的生物支架在制备细胞培育肉和/或培养类器官中的应用。
14、本专利技术还提供了一种细胞培育肉和/或类器官的制备方法，包括：将细胞接种于生物支架上进行培养；
15、所述生物支架包括上述技术方案所述的生物支架或上述技术方案所述制备方法制备得到的生物支架。
16、有益效果：
17、本专利技术提供了一种生物支架，所述生物支架的制备原料包括明胶和蛋白；所述明胶和蛋白的体积比为1：1；所述蛋白包括白蛋白和纤粘连蛋白，所述白蛋白和纤粘连蛋白的质量比为2：1。本专利技术所述生物支架解决了现有支架不可食用、成本高昂、无法实现类器官培养、形态固定等问题，可食用，具有良好的生物相容性和可塑性，能够较好地支持细胞三维立体生长，可在培养皿、生物反应器等多种细胞培养装置中进行细胞扩增，可用于生物培育肉的生产加工和实现类器官的培养。具体的优势至少包括以下几方面：
18、(1)本专利技术提供的生物支架可直接进行液态化培养，也可通过3d打印塑形实现类器官培养，用于开发生物培育肉生产的新技术；
19、(2)本专利技术提供的可塑型支架材料的网状结构能够最大程度地模拟动物细胞体内的三维生长环境，具体为本专利技术所述生物支架材料本身可以供生殖干细胞增殖分化，具有先天的生物相容性优势，此外，所述生物支架材料本身包含细胞调控的诸多生长和调控因子，可最大程度地模拟体内环境，进而，所述生物支架通过塑形后材料密度和各项性能类似于胚胎时期的机体组织，可供细胞良好的贴附和增殖，最后，生物支架塑形后提供的环境微三维环境，结合上述的材料性能，可为细胞提供更类似于机体内的微环境，进而在体外重现细胞的体内环境，有利于细胞在体外进行三维生长可类器官形成。
20、(3)本专利技术提供的生物支架具有良好的生物相容性，支持细胞粘附、三维生长，增殖呈现出空间立体生长的状态，可高效促进肌肉干细胞等细胞的大规模高效扩增培养，1mm2面积内可供600-800多个细胞进行生长或增殖，可形成具有特定形态需求的类组织、类器官。
21、(4)本专利技术提供的生物支架可形成稳定的网状结构，在37℃培养基中稳定存在50天不会溶解、崩塌，具有较高的稳定性，便于细胞贴附和营养物质输送。
22、(6)本专利技术提供的支架制备原材料均为天然大分子，成本低，可在生命科学、基础医学及细胞农业领域大规模、低成本推广应用，有助于降低类器官、类组织开发及生物培育肉的生产成本，其中，白蛋白、纤粘连蛋白可以常规食品中获取，明胶用量少，可从猪、牛、羊等动物的骨和皮的胶原中得到。
23、(7)本专利技术所述支架材料的制备过程简单、方便，便于进行推广应用。
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1.一种生物支架，其特征在于，所述生物支架的制备原料包括明胶和蛋白；所述明胶和蛋白的体积比为1:1；所述蛋白包括白蛋白和纤粘连蛋白，所述白蛋白和纤粘连蛋白的质量比为2:1。
2.根据权利要求1所述的生物支架，其特征在于，所述制备原料以原料溶液的形式存在，所述原料溶液中明胶的质量浓度为5％-10％、白蛋白的质量浓度为20％、纤粘连蛋白的质量浓度为10％；所述原料溶液中的溶剂为水或细胞培养基。
3.根据权利要求1或2所述的生物支架，其特征在于，所述生物支架包括液体支架或可塑型支架。
4.权利要求1～3任一项所述生物支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将明胶、白蛋白、纤粘连蛋白和水混合后孵育，得到的生物支架为液体支架。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：将所述液体支架进行塑形，得到的生物支架为可塑型支架。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述孵育的温度为40-50℃，时间为30-60min。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述塑形的方法包括冷冻
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，3D打印的条件包括：挤出流速为4.00-6.00mm3/s，打印速度为4.00-5.00mm/s，线间距为0.4-0.6mm；
9.权利要求1～3任一项所述的生物支架或权利要求4～8任一项所述制备方法制备得到的生物支架在制备细胞培育肉和/或培养类器官中的应用。
10.一种细胞培育肉和/或类器官的制备方法，其特征在于，包括：将细胞接种于生物支架上进行培养；
...【技术特征摘要】
1.一种生物支架，其特征在于，所述生物支架的制备原料包括明胶和蛋白；所述明胶和蛋白的体积比为1:1；所述蛋白包括白蛋白和纤粘连蛋白，所述白蛋白和纤粘连蛋白的质量比为2:1。
2.根据权利要求1所述的生物支架，其特征在于，所述制备原料以原料溶液的形式存在，所述原料溶液中明胶的质量浓度为5％-10％、白蛋白的质量浓度为20％、纤粘连蛋白的质量浓度为10％；所述原料溶液中的溶剂为水或细胞培养基。
3.根据权利要求1或2所述的生物支架，其特征在于，所述生物支架包括液体支架或可塑型支架。
4.权利要求1～3任一项所述生物支架的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将明胶、白蛋白、纤粘连蛋白和水混合后孵育，得到的生物支架为液体支架。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：王守伟，杨峰，郭翔，祁宇，李石磊，李畅，唐铎，刘毅森，梁小娟，
申请(专利权)人：中国肉类食品综合研究中心，
类型：发明
国别省市：
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