[发明专利]一种包载细胞的超薄空腔复合微纤维材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种包载细胞的超薄空腔复合微纤维材料的制备方法，采用微流控芯片，制备空腔内有涂层的复合微纤维材料；通过在中心流体内加入细胞，可以得到空腔内包埋有细胞的空腔复合微纤维材料；再溶去外层材料，而与内涂层有分子相互作用的部分得以保留，构成了微纤维的超薄壁，从而得到包载细胞的超薄微纤维材料。本发明操作方法简单可靠，效率高，技术效果优良；内部的修饰涂层均匀稳定简单可控的粘附在内腔上，其为超薄微纤维的制备提供了便利条件；内部空腔结构均匀稳定简单可控，利于细胞的包埋和培养。超薄壁的特性，可以加快营养物质的交换，促进细胞的增值，为组织工程和器官再生提供了新的方法和思路。

技术领域

本发明属生物技术领域，具体涉及一种包载细胞的超薄空腔复合微纤维材料的制备方法。

背景技术

现有技术中，器官移植是目前治疗器官衰竭的理想方法，但器官供应短缺、免疫排斥以及伦理争议等问题严重制约了其临床应用。因此，组织工程作为构筑可植入器官的一条新途径，就成为器官衰竭治疗的重要发展方向。组织工程主要是利用生物相容性的支架材料与细胞复合，制备具有细胞功能的可移植的工程化组织，植入后通过与受体整合以达到修复病损器官、替代器官功能及缓解供体器官短缺的目的。因此在组织工程的构建过程中，对体内细胞生长微环境的模拟，实现体外细胞的三维培养，进而改善体外培养的细胞的功能，就尤为重要。

在现有技术中，微流控芯片技术在制备组织功能材料方面具有其他方法无法比拟的优势，它的基本特征和最大优势是多种单元技术在微小平台上的灵活组合和规模集成。这些优势使所制备出的功能材料具有尺寸均一、形貌及组成可控、材料性能稳定以及批次间差异小等优点。基于上述优势，基于微流控技术设计和制备功能材料成为了近几年的研究热点。微流控纺丝技术因其快速的传质传热以及易于操纵的特性，可实现对纤维的结构、形貌、组成的精确控制，为制备功能性异质杂化微纤维提供了良好的微反应平台。

我们利用微流控技术，设计相应的微流体芯片，通过利用材料分子间的相互作用，在空腔微纤维的内壁上粘附上一层带有相反电荷或者有相互作用的材料，之后通过溶掉外层的微纤维材料，就得到超薄空腔复合微纤维材料。通过将细胞包载在空腔内，可以实现细胞的包埋和培养。通过此种方法可以实现包载有细胞的功能微纤维材料的大批量制备。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果优良的基于微流控技术的包载细胞的超薄空腔复合微纤维材料的制备方法，并对其在组织工程领域的应用做了一些探索。本发明提供了一种操作简单的微流控芯片平台并用于新型的超薄空腔复合微纤维材料的制备和应用。本发明所述的复合空腔微纤维可以用于细胞的包载和培养，为组织工程的构建提供一种思路。

本发明提供了一种包载细胞的超薄空腔复合微纤维材料的制备方法，

采用微流控芯片，制备空腔内有涂层的复合微纤维材料；通过在中心流体内加入细胞，可以得到空腔内包埋有细胞的空腔复合微纤维材料；再溶去外层材料，而与内涂层有分子相互作用的部分得以保留，构成了微纤维的超薄壁，从而得到包载细胞的超薄微纤维材料。

所述微流控芯片由上、下两层芯片封合而成，两层均为聚二甲基硅氧烷材质；芯片具有至少三个平行通道入口、一个总出口，及与入口和出口相连接的多条独立的同轴层流通道。

所述微流控芯片为四通道结构，有四个平行通道入口、四个独立的同轴层流通道和一个总出口组成，

所述的四个平行通道入口为鞘流流体入口、样品流体入口、内腔修饰流体入口和中心惰性流体入口，

所述四个独立的同轴层流通道由内向外的通道依次为鞘流流体通道、样品流体通道、内腔修饰流体通道、中心惰性流体通道，

所述的总出口为微纤材料出口。

一种包载细胞的超薄空腔复合微纤维材料的制备方法，按照以下步骤进行