[发明专利]一种多孔壳聚糖微载体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种多孔壳聚糖微载体及其制备方法和应用。该多孔壳聚糖微载体以壳聚糖为主要成分，多孔壳聚糖微载体的直径为100～300μm，其表面和内部具有相互联通的孔隙，所述孔隙的尺径为10～70μm，且孔隙率为95％以上。本发明的多孔壳聚糖微载体尺寸均一，且表面和内部具有相互联通的孔隙，孔隙率最高可达95％以上；利用本发明的多孔壳聚糖微载体培养细胞，细胞不仅可以粘附于载体表面，还能进入内部孔隙生长，并在三维空间形成有效的细胞‑细胞连接，实现真正的三维培养，有效地模拟体内环境，更好地保持细胞的活力与功能，具有良好的生物相容性。

技术领域

本发明属于天然高分子多孔材料领域，具体涉及一种多孔壳聚糖微载体及其制备方法和应用。

背景技术

微载体技术是实现大规模细胞培养的有效手段，目前国外已有部分实心或多孔微载体实现商品化，如Cytodex、Cultispher等，同时还有多种微载体处于实验室研究阶段。与传统的平板培养相比，这些微载体能为贴壁性细胞提供充足的粘附位点，实现细胞大规模悬浮培养，但现有的微载体均忽视了让细胞进入其内部孔隙生长并在三维空间形成有效的细胞-细胞连接，从而未能实现真正的细胞三维培养。

壳聚糖是由自然界广泛存在的甲壳素经过脱乙酰基后的产物，具有良好的生物相容性、血液相容性与微生物可降解性等优良性能，在生物医学领域有广阔的应用前景。近年来，基于壳聚糖的细胞微载体已有报道，包括实心微载体(中国发明专利CN201210000553.8)与多孔微载体(中国发明专利 CN200910041768.2，CN200910041767.8)，但没有证据表明这些微载体能让细胞进入内部孔隙生长并在三维空间形成有效的细胞-细胞连接，同时其制备技术往往采用戊二醛、环氧氯丙烷等交联剂或聚乙二醇等致孔剂，增加了微载体的生物毒性及制备成本。

现有技术中多孔微载体(含壳聚糖微载体)的孔隙率都不超过95％(CN201110305547.9,CN201210000554.2,CN200910041767.8)；目前文献报道的多孔微载体的比表面积也仅为1～10m²/g，例如商品化多孔微载体 Cytopore的比表面积为1.0～3.0m²/g(Healthcare,G.E.；Biosciences,A. Microcarrier cell culture:principles andmethods.General Electric Company 2005.)；由此微体内部没有相互联通的空隙，不能让细胞进入内部孔隙生长，并在三维空间形成有效的细胞-细胞连接。尽管，“内部相互联通”的多孔微球现有技术中已有报道，但其孔隙太大或太小在细胞微载体方面都是没有应用意义的。

发明内容

本发明为克服现有技术当中的多孔壳聚糖微载体孔隙率低、表面和内部没有相互联通的空隙而不利于细胞粘附和增长、不能支持大量细胞生长且不能形成细胞-细胞连接，因而不能实现真正的三维培养等缺陷，提供一种多孔壳聚糖微载体及其制备方法和应用。本发明的多孔壳聚糖微载体尺寸均一，且表面和内部具有相互联通的孔隙，孔隙率高达95％以上；利用本发明的多孔壳聚糖微载体培养细胞，细胞不仅可以粘附于载体表面，还能进入内部空隙生长，并在三维空间形成有效的细胞-细胞连接，实现真正的三维培养；且所述多孔壳聚糖微载体不包含致孔剂和交联剂，因此降低了培养细胞过程中的生物毒性，具有良好的生物相容性。

本发明提供一种多孔壳聚糖微载体，其以壳聚糖为主要成分，所述多孔壳聚糖微载体的直径为100～300μm，其表面和内部具有相互联通的孔隙，所述孔隙的尺径为10～70μm，且孔隙率为95％以上。所述的“主要成分”的含义为本领域常规，于本发明中指的是多孔壳聚糖为载体可以完全由壳聚糖构成，或者可以含有部分杂质，例如在制备过程中难以完全去除的原料。

所述多孔壳聚糖微载体的直径优选165～220μm，更优选180～200μm。

所述孔隙的尺径(又称“孔径”)优选20～60μm，更优选25～50μm，进一步更优选30～40μm；当所述孔隙为不规则形状时，其尺径指的是其平均直径。