[发明专利]一种具有3D微图案的生物材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有3D微图案形状的生物材料，其特征在于，所述生物材料包括三维微孔阵列，所述三维微孔孔内铺展有一层可以与细胞外基质蛋白因子有效结合的功能层；所述三维微孔孔外有一层能阻止细胞粘附生长的抗蛋白吸附层；所述功能层是由铺展在三维微孔孔内的Sulfo SANPAH层经紫外光照射活化后所得。

2.根据权利要求1所述的具有3D微图案形状的生物材料，其特征在于，所述三维微孔阵列是由PAAm或PDMS材料制备而成。

3.根据权利要求1所述的具有3D微图案形状的生物材料，其特征在于，所述抗蛋白吸附层是在聚赖氨酸层或乙二胺层上化学键合了聚乙二醇后形成的复合层。

4.根据权利要求1所述的具有3D微图案形状的生物材料，其特征在于，所述三维微孔的横截面形状为圆形、三角形、正方形、长方形、菱形和纺锤形中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的具有3D微图案形状的生物材料，其特征在于，所述三维微孔的当量直径为目标细胞悬浮状态下直径的2~5倍。

6.根据权利要求1所述的具有3D微图案形状的生物材料，其特征在于，所述细胞外基质蛋白因子为纤连蛋白、聚赖氨酸、层连蛋白、胶原蛋白、或RGD序列。

7.权利要求1~6任一所述具有3D微图案形状的生物材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）制备三维微孔阵列：采用CAD软件绘制三维微孔阵列图案，制成掩膜版，用掩膜版通过软刻蚀技术将负光刻胶光刻在硅片上制备三维微孔阵列，然后在负光刻胶表面浇筑PDMS或PAAm胶预聚物，交联固化后得到PMDS或PAAm胶三维微孔阵列；

（2）Sulfo SANPAH改性：将步骤（1）所得PMDS或PAAm胶三维微孔阵列浸泡在SulfoSANPAH溶液中，抽真空，使三维微孔的孔内外都均匀地铺展上一层Sulfo SANPAH，然后置于紫外光下照射活化Sulfo SANPAH上的活性基团；

（3）将琼脂糖凝固成表面光滑的印面，将琼脂糖印面浸泡在聚赖氨酸溶液或乙二胺溶液中，随后取出用氮气将表面液体吹均匀，将印面覆盖在经步骤（2）Sulfo SANPAH改性之后的三维微孔阵列开口表面，轻施压力，使聚赖氨酸或乙二胺均匀地印在三维微孔阵列孔外表面上，然后取下琼脂糖印面，用氮气速干三维微孔阵列孔外表面；

（4）将步骤（3）处理后的三维微孔阵列浸没在聚乙二醇溶液中，室温下孵育一段时间，用氮气速干，三维微孔阵列孔外表面上均匀铺展的聚赖氨酸或乙二胺与聚乙二醇通过化学键结合，形成抗蛋白吸附层；

（5）将步骤（4）处理后的三维微孔阵列浸泡在PBS中，然后经灭菌处理后，得到具有3D微图案形状的生物材料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述紫外照射活化的时间为20min~30min；步骤（4）所述室温下孵育的时间为30min~1h。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述Sulfo SANPAH溶液的浓度为0.25~0.3mmol/ml，步骤（3）所述聚赖氨酸溶液或乙二胺溶液的浓度为1~2 mg/ml；步骤（4）所述聚乙二醇溶液的浓度为10~20 mg/ml。