[发明专利]一种生物支架材料固定架及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，尤其涉及一种生物支架材料固定架，具体为可适用于各种型号细胞培养孔板，使材料可以稳定处于细胞培养板的有效使用高度范围内，并可在一个固定架上固定多层支架材料，以满足细胞三维立体培养需要的生物支架材料固定架，以及其使用方法。

背景技术

生物支架材料，是指在构建组织工程化组织的过程中，承载种子细胞，为其提供良好的生存环境的一些高分子材料。这些材料可以是人工合成的，例如PLGA，PHB等，也可以是自然界中本来就存在的高分子材料，例如壳聚糖，丝素蛋白等。生物支架材料在组织工程中，首先微观上为细胞提供支撑骨架，其次提供良好的营养交换通道及细胞迁移和增殖的空间，另外，宏观上良好的生物支架材料可以根据具体产品的用途，为最终产物塑形成需要的整体形状。

在进行细胞的体外二维或三维培养时，为了最大限度的既让目的细胞生长于所选支架材料上，又同时不破坏和影响支架的结构和稳定性，需要的第一个步骤是：将目的细胞与材料结合，并使这个复合物稳定地存在于培养环境中。

目前将生物支架材料固定于培养基中的方法主要有三种：

其一是粘合胶水及原理类似物（例如：美国BD公司出品的人工基底膜基质凝胶（matrigel），明胶，鼠尾胶原等），这种固定方法的主要作用原理是：先将细胞复合于细胞体外富含营养物质的粘性基质中，再将细胞与基质的复合物接种于材料上。这种固定方法优势是在实验中使用方便，但胶水本身对于所固定材料微观结构的维持，及所复合细胞正常生长的影响是不可忽视的。

其二是直接固定架，这种支架多为绝缘体，采用的材料有硬支架类型，如塑料，木材。原理是：将支架材料与固定架卡槽嵌合后，再浸入培养基中进行普通的细胞培养。这种固定方式过于繁琐，且多应用于干细胞这种对体外定向培养要求严格的细胞体外培养过程中。[Martin parizek,Douglas TEL,Novotna K,et al.Nanofibrous poly(lactide-co-glycolide)membranes loaded with diamond nanoparticles as promising substrates for bone tissue engineering.International Journal of Nanomedicine.2012,7:1931-1951.]。

其三是支架材料夹持装置，这种装置采用惰性金属为材料的较多，因其原理对于支架材料的固定多采用类似弹簧的扭力和压力。采用这种夹持装置时，操作简单，但由于没有系统和专门的设计，目前采用的装置结构各异，其体积和形态也无法满足在所有应用环境下进行细胞培养。现在所被大家使用的固定装置中，有采用橡胶环直接扣在材料上，利用橡胶环与孔壁的摩擦力来固定材料的方法(例如ERIKS公司的O-RING橡胶环)，这种方法使用简单，但更换培养板孔内培养液及取出材料检测时操作较繁琐。另外还有利用塑料卡槽将材料夹持于塑料模具中心的夹持装置[Martin parizek,Douglas TEL,Novotna K,et al.Nanofibrous poly(lactide-co-glycolide)membranes loaded with diamond nanoparticles as promising substrates for bone tissue engineering.International Journal of Nanomedicine.2012,7:1931-1951.]，这种方法会损坏所夹持支架材料边缘，不利于后续的细胞与材料复合物实验检测时的整体性。另外，本发明采用的是惰性金属材料，这样在进行一些实验操作（例如微电流诱导细胞定向迁移等）时就可以被直接选取，而同时不用担心材料本身或其余操作对材料环境产生的干扰作用。

发明内容

生物支架材料由于其物理特性，在液态培养基中只能漂浮或沉底，这两种情况都不利于细胞在支架材料上的二维或三维培养，而生产出可在细胞培养过程中始终悬浮于培养基中的材料显然是不现实的，这就要求必须使用一种装置将生物支架材料固定于适当高度的培养基中，而这种装置又必须不会对培养基的成分产生影响。基于此，本发明的目的在于提供一种可适用于多种培养环境下使用的生物支架材料的固定装置，尤其适用于在各种细胞培养板中利用生物支架材料进行的二维和三维细胞培养。其采用如下技术方案实现：