CN103351484A - 一种微图案化水凝胶涂层及其制备方法与用途 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种微图案化水凝胶涂层及其制备方法与用途。以卡拉胶、刺槐豆胶、阿拉伯胶、黄原胶、褐藻胶、褐藻糖胶、木聚糖、琼脂糖、甘露聚糖、半乳甘露聚糖、葡甘露聚糖中的至少一种为原材料，先制成水凝胶溶液，然后平铺于三维细胞球培养皿或培养板等载体上面，经过模压和固化脱模，获得表面具有均匀排布的点阵图案的涂层。用该微图案化水凝胶涂层制成培养制品，在没有其它外源动力的条件下，可以促使多种细胞呈均匀的多细胞球增殖，从而批量制备三维多细胞球。本发明原材料易得、成本较低、天然无毒性，制得的涂层属于透明非扩散性涂层，高度模拟了细胞在动物体内的生长情况，具有良好的稳定性和生物学活性，适用于大多细胞培养制品。
Description
技术领域
本发明涉及一种水凝胶涂层及其制备方法与用途，具体是涉及一种微图案化水凝胶涂层及其制备方法、以及将其应用于三维细胞球培养皿或培养板等载体上制成培养制品，该类培养制品无其它外源动力条件下能促使多种细胞呈均匀的多细胞球增殖，可用于批量制备三维多细胞球。
背景技术
动物细胞培养是指从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。动物细胞培养是生物和医学研究中一项必不可少的技术，其广泛应用于抗体制备、药物筛选、毒性监测和检测、干细胞再生、组织和器官移植等重要领域。
然而，现有技术动物细胞的体外培养方法大多还停留在传统的二维平面上，虽然二维细胞培养方法能帮助相关研究人员建立稳定的体系、便于观察细胞的各种行为，但是三维细胞培养方法更贴近于细胞在动物体内的生长情况，其既能保留体内细胞微环境的物质结构基础，又能体现细胞培养的直观性及条件可控制性，并且可把体外无细胞及二维培养体系与组织器官及整体的研究联系起来。目前，已知的三维细胞培养技术大致可分为下述三类：
第一类是在常规的二维细胞培养系统中引入可提供力场的生物反应器或载体，使细胞在外力作用下保持悬浮并呈三维生长，最为常见的是旋转式细胞培养系统，其基本理念都是来自美国航空航天局为模拟空间微重力效应而设计的一种生物反应器。如文献“Three-Dimensional Tissue Assemblies: Novel Models for the Study of Salmonella enteric Serovar Typhimurium Pathogenesis Infectionand Immunity, 2001, 11(69): 7106-7120”以及专利CN1125173C中所公开的方法，又如文献“Three-dimensional tissue culture based onmagnetic cell levitation. Nature Nanotechnology, 2010, 4(5):291-296”报道了利用磁力使细胞悬浮生长的新方法，和文献“The third dimension bridges the gap between cell culture and live tissue.Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2007, 10(8): 839-845”以及专利CN1332024C报道的利用明胶、聚苯乙烯等轻质的高分子作为微载体、微载体悬浮在培养液中并通过静电引力或范德华力使细胞附着在其表面实现三维生长的方法。该类技术对动物体内细胞的三维生长方式模拟程度虽然较高，但由于其费用昂贵、难以推广。
第二类是在常规的二维细胞培养系统中预置细胞支架，然后再加入可以诱导或者直接促使细胞三维分化的因子，细胞支架和三维分化因子分别为细胞的生长分化提供物理和生物信号支撑，使细胞可以沿支架定向分化以形成三维结构。上述细胞支架通常是由聚苯乙烯、胶原、羟基磷灰石、聚乳酸等制得的纳米纤维、分子筛或海绵状的多孔材料，上述的三维分化因子通常为人和哺乳动物源的XIII因子、TGF-β因子等，该类方法如文献“Culture of HepG2 liver cells on three dimensional polystyrene scaffolds enhances cell structure and function during toxicological challenge.Journal of Anatomy, 2007, 4(211): 567-576”、以及专利US5962325A、CN101448932A和CN1928077A中所公开的方法。虽然此类此类方法的成本较第一类低，但其覆盖的细胞品种往往在很大程度上受细胞支架和三维分化因子的影响，培养的细胞球存在尺寸不均匀的问题。
第三类是利用一些低细胞黏附性的材料作为细胞培养的基底物，此时细胞间的黏附力比其与基底物的黏附力要大，使得细胞易于按三维方式聚集成球生长。在20世纪70年代，就有相关研究的报道，其是在琼脂、基质胶或其它胶原等基底物上成功培养了三维的肿瘤细胞。但上述基质胶、胶原等动物源的基底物不同批次的组成具有不确定性，细胞培养的结果难以比较，且形成细胞球的尺寸也有较大随机性。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种水凝胶涂层及其制备方法与用途，具体是一种微图案化水凝胶涂层及其制备方法、以及将其应用于三维细胞球培养皿或培养板等载体上制成培养制品，该类培养制品无其它外源动力条件下能促使多种细胞呈均匀的多细胞球增殖，可用于批量制备三维多细胞球。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种微图案化水凝胶涂层，其原材料包括卡拉胶、刺槐豆胶、阿拉伯胶、黄原胶、褐藻胶、褐藻糖胶、木聚糖、琼脂糖、甘露聚糖、半乳甘露聚糖、葡甘露聚糖中的至少一种，其表面设置有通过模具印刻得到的点阵图案，所述点阵图案由数个微孔均匀排布形成。
本发明微图案化水凝胶涂层优选地，所述原材料由阿拉伯胶、黄原胶、琼脂糖和葡甘露聚糖组成，质量比为2:1:6:1；所述点阵图案是平面中心对称图形。
本发明还提供一种微图案化水凝胶涂层的制备方法，包括水凝胶溶液的制备、水凝胶涂层的模压、水凝胶涂层的固化脱模三个步骤，其中，每个步骤具体为：
水凝胶溶液的制备：将用于制备微图案化水凝胶涂层的原材料作为溶质加入至70 ℃～90 ℃蒸馏水中，充分搅拌溶解形成重量百分比为1 wt%～10 wt%的水凝胶溶液，保持水凝胶溶液的温度始终在70 ℃～90 ℃范围内。
水凝胶涂层的模压：选择适合的用于承载微图案化水凝胶涂层的载体，将所制得温度70 ℃～90 ℃的水凝胶溶液均匀平铺在所述载体上之后降温至40 ℃～60 ℃，待水凝胶溶液形成水凝胶粘稠状胶体时，将模具压覆在水凝胶粘稠状胶体之上印刻得到的所述点阵图案。
水凝胶涂层的固化脱模：保持模具固定，将水凝胶粘稠状胶体冷却至室温使其固化，形成与所述载体贴合的涂层，继续保持模具固定3 min～5 min，将模具取出后即制得微图案化水凝胶涂层。
本发明微图案化水凝胶涂层的制备方法，进一步地，在水凝胶溶液的制备步骤中，所述原材料包括卡拉胶、刺槐豆胶、阿拉伯胶、黄原胶、褐藻胶、褐藻糖胶、木聚糖、琼脂糖、甘露聚糖、半乳甘露聚糖、葡甘露聚糖中的至少一种。
本发明微图案化水凝胶涂层的制备方法，进一步地，在水凝胶涂层的模压步骤中，所述模具是包括底部表面设有形状与所述点阵图案相对应的齿簇的印章，所述齿簇由数个圆柱体组成，所述齿簇中每个所述圆柱体的大小相同，其直径在200 μm～500 μm范围内，长径比在1:3～3:1之间；所述模具的底部及设置在其上的齿簇均由硬质、低表面黏附性的疏水性材料制成；所述模具的底部及设置在其上的齿簇或均由聚四氟乙烯、抛光的医用的不锈钢或陶瓷材料制成；所述模具还可包括有固定作用和\或加压作用的附属装置，比如可固定在所述印章上端可连接式结构之上的重量板，或者与印章上端相连接的机械加压装置等等。
本发明还提供一种微图案化水凝胶涂层的用途，将其应用于三维细胞球培养皿或培养板上制成培养制品，该类培养制品无其它外源动力条件下促使多种细胞呈均匀的多细胞球增殖，从而批量制备三维多细胞球，如在6孔板、12孔板、24孔板、48孔板、96孔板，以及各种规格的标准培养皿上附着本发明微图案化水凝胶涂层，或是在其它可用于细胞培养的平底容器底部附着有本发明微图案化水凝胶涂层。
本发明的技术效果主要体现在：
⑴本发明所需的原材料来自天然高分子提取物或微生物发酵产物，具有原料易得、成本较低、天然无毒性尤其是细胞毒性的特点，且由该原料制得的本发明微图案化水凝胶涂层属于透明非扩散性涂层，具有良好的稳定性和生物学活性，对培养基无影响。
⑵通过本发明微图案化水凝胶涂层培养细胞，可使细胞保持悬浮与不贴附特性、分化形成尺寸稳定的三维多细胞球（如图6a、6b所示），高度模拟了细胞在动物体内的生长情况，并且其使用范围广，适合如293T、Hela、Skov-3、KB、MCF-7、ARPE-19、hNSC、MSCs、ESCs、软骨细胞等细胞培养（如图7a、7b、7c、7d、7e所示）；
⑶本发明微图案化水凝胶涂层制备方法简单，可覆盖大多数细胞培养制品，尤其是各种规格的培养皿及平底的细胞培养板，有利于自动化生产，并且可根据需要通过调节模具的上齿簇的形状来调节所得三维多细胞的尺寸大小（如图8所示）。
附图说明
图1a是本发明包含图案化水凝胶涂层的6孔板底面示意图；
图1b是本发明包含图案化水凝胶涂层的24孔板底面示意图；
图1c是本发明包含图案化水凝胶涂层的96孔板底面示意图；
图2a是本发明带有可连接式装置印章的俯视图；
图2b是本发明带有可连接式装置印章的侧视图；
图3是本发明印章及其上方重量板的整体在标准6孔板中的使用状态图；
图4是本发明实施例中含有微图案化水凝胶涂层的6孔板的照片图；
图5a是本发明中水凝胶涂层的模压过程状态图；
图5b是本发明中水凝胶涂层的模压过程另一状态图；
图5c是本发明中实施例中含有微图案化水凝胶涂层的培养皿的照片图；
图6a是由本发明含有微图案化水凝胶涂层的培养制品培养MSCs细胞的三维细胞球荧光显微照片图；
图6b是由本发明含有微图案化水凝胶涂层的培养制品培养SKOV-3细胞的三维细胞球荧光显微照片图；
图7a是由本发明含有微图案化水凝胶涂层的培养制品培养软骨细胞的三维细胞球荧光显微照片图；
图7b是由本发明含有微图案化水凝胶涂层的培养制品培养293T细胞的三维细胞球显微照片图；
图7c是由本发明含有微图案化水凝胶涂层的培养制品培养hNSC的三维细胞球荧光显微照片图；
图7d是由本发明含有微图案化水凝胶涂层的培养制品培养293T细胞的三维细胞球在490 nm激发波长，515 nm发射波长滤光片的荧光显微镜照片图；
图7e是由本发明含有微图案化水凝胶涂层的培养制品培养293T细胞的三维细胞球在553 nm激发波长，570 nm发射波长滤光片的荧光显微镜照片图；
图8是由本发明含有微图案化水凝胶涂层的培养制品培养hNSC的不同尺寸的三维细胞球荧光显微照片图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明进行说明，所举的实施例仅是对本发明产品或方法作概括性例示，有助于更好地理解本发明，但并不会限制本发明范围。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
本发明微图案化水凝胶涂层，其原材料包括卡拉胶、刺槐豆胶、阿拉伯胶、黄原胶、褐藻胶、褐藻糖胶、木聚糖、琼脂糖、甘露聚糖、半乳甘露聚糖、葡甘露聚糖中的至少一种，其表面设置有通过模具印刻得到的点阵图案，所述点阵图案由数个微孔均匀排布形成。优选地，所述原材料由阿拉伯胶、黄原胶、琼脂糖和葡甘露聚糖组成，质量比为2:1:6:1；所述点阵图案是平面中心对称图形，包括但不限于同心圆环点阵图案、网格点阵图案。本发明用于制备上述任意之一微图案化水凝胶涂层的方法，包括水凝胶溶液的制备、水凝胶涂层的模压、水凝胶涂层的固化脱模三个步骤，详述如下：
水凝胶溶液的制备步骤：将用于制备微图案化水凝胶涂层的原材料作为溶质加入至70 ℃～90 ℃蒸馏水中，充分搅拌溶解形成重量百分比为1 wt%～10 wt%的水凝胶溶液，保持水凝胶溶液的温度始终在70 ℃～90 ℃范围内。
水凝胶涂层的模压步骤：选择适合的用于承载微图案化水凝胶涂层的载体，将所制得温度70 ℃～90 ℃的水凝胶溶液均匀平铺在所述载体上之后降温至40 ℃～60 ℃，待水凝胶溶液形成水凝胶粘稠状胶体时，将模具压覆在水凝胶粘稠状胶体之上印刻得到的所述点阵图案。所述原材料包括卡拉胶、刺槐豆胶、阿拉伯胶、黄原胶、褐藻胶、褐藻糖胶、木聚糖、琼脂糖、甘露聚糖、半乳甘露聚糖、葡甘露聚糖中的至少一种。
所述模具是包括底部表面设有形状与所述点阵图案相对应的齿簇的印章，优选为同心圆环点阵图案、网格点阵图案，所述齿簇由数个圆柱体组成，所述齿簇中每个所述圆柱体的大小相同，其直径在200 μm～500 μm范围内，长径比在1:3～3:1之间，优选为1:1或是1:2；所述模具的底部及设置在其上的齿簇均由硬质、低表面黏附性的疏水性材料制成；所述模具的底部及设置在其上的齿簇或均由聚四氟乙烯、抛光的医用的不锈钢或陶瓷材料制成；所述模具还可包括有固定作用和\或加压作用的附属装置，比如可固定在所述印章上端可连接式结构之上的重量板，或者与印章上端相连接的机械加压装置、或是印章上端带有的可连接式装置（如图2a和图2b所示）等等，比如，一种可固定在所述印章上端连接装置之上的矩形重量板，其面积不得小于原培养板的矩形面积，且表面根据培养板孔数和连接装置的尺寸开有同样数目的圆孔，该圆孔可以让螺栓连接结构连接装置穿过，以用来整体固定所有圆底印章并增加模压重量，又或者一种机械加压装置，其通过卡扣结构与圆底印章上端相连接，该装置更容易实现自动化生产。
水凝胶涂层的固化脱模：保持模具固定，将水凝胶粘稠状胶体冷却至室温使其固化，形成与所述载体贴合的涂层，继续保持模具固定3 min～5 min，将模具取出后即制得微图案化水凝胶涂层。
本发明还提供上述微图案化水凝胶涂层的用途，将其应用于三维细胞球培养皿或培养板上制成培养制品，该类培养制品无其它外源动力条件下促使多种细胞呈均匀的多细胞球增殖，从而批量制备三维多细胞球，如在6孔板、12孔板、24孔板、48孔板、96孔板，如图1a、1b、1c所示为6孔板、24孔板和96孔板孔底水凝胶涂层成型的印章底面示意图，以及各种规格的标准培养皿上附着本发明微图案化水凝胶涂层，或是在其它可用于细胞培养的平底容器底部附着有本发明微图案化水凝胶涂层。由于所述微图案化水凝胶涂层具有极低的细胞黏附性，即使在无其它外界应力或细胞分化因子存在的条件下，在该微图案化水凝胶涂层的基底物上细胞都尽量保持悬浮，并且趋向于相互黏附生长，进而分化成三维球状，可由所述微图案化水凝胶涂层支持进行三维培养的细胞囊括了生物和医学研究中常用细胞。
实施例1：
包括有微图案化水凝胶涂层的6孔细胞培养板的制备。
普通聚苯乙烯材质的标准6孔平底细胞培养板，灭菌后作为水凝胶涂层制备的载体。首先将阿拉伯胶、黄原胶、琼脂糖、葡甘露聚糖几种粉末状固体按2﹕1﹕6﹕1的质量比混合，加入90 ℃的蒸馏水中使溶质质量分数约为4 wt%，制得水凝胶溶液，充分搅拌溶解并让水凝胶溶液在90 ℃下保温。然后，取上述保温中的水凝胶溶液加入准备好的6孔板各个孔中，每孔加入量约为900 μl，以在孔底保持均匀平铺且刚好盖住整个孔底为准。每孔加入量取决于培养板单个孔或是培养皿的容积，容积越大加入量也应相应增加，例如，6孔板的每孔加入量应大于24孔板。加入溶液后，对培养板和孔底溶液降温。当温度降至60 ℃时各孔底的溶液开始变为明显的水凝胶粘稠状胶体，此时使用如图1a、1b、1c、2a、2b所示的配套模具紧贴培养板孔的内壁竖直压实孔底的水凝胶粘稠状胶体，同时保持模具固定。最后，待6孔板、水凝胶粘稠状胶体以及模具均冷至室温，继续保持模具固定3 min～5 min，再解除模具固定，将模具缓慢取出后即制得微图案化水凝胶涂层。图4即为包含有微图案化水凝胶涂层的6孔板，水凝胶粘稠状胶体冷却并受模压变成涂层牢固地附着在原6孔板的孔底，涂层表面因为受到模具底面上齿簇印刻得到由微孔组成的点阵图案。
实施例2：
包括有微图案化水凝胶涂层的培养皿的制备。
普通聚乙烯材质的35 mm标准培养皿，灭菌后作为微图案化水凝胶涂层制备的载体。配制如实施例1中所述的90 ℃的水凝胶溶液，取约800 μl的90 ℃的水凝胶溶液加入培养皿中。水凝胶涂层的模压固化及脱模步骤与实施例1类似，区别之处是本实施例中采用了一种机械加压装置连接圆底印章的模具进行自动化加压，如图5a和5b。该装置可以极大地提高生产效率，减少人为因素影响，图5c所示即为已成型的包含有微图案化水凝胶涂层的35 mm细胞培养皿。
实施例3：
hNSC（人源神经干细胞）的三维培养。
使用实施例1中包含有微图案化水凝胶涂层的6孔细胞培养板进行细胞培养。培养步骤具体如下：
①将hNSC细胞用加有 10% FBS、100 U/ml 双抗的，含有辅助培养基B27、20 ng/ml的EGF、以及20 ng/ml的bFGF的DMEM /F12(1:1)培养基放置在 37 ℃、5% CO2的培养箱中培养，细胞培养至85%~90%融合后用胰蛋白酶消化、计数，并以1×106~5×105/孔接种6孔板，每天换全培养基一次，置于培养箱中培养3 d～7 d，至细胞形成150 μm~600 μm大的细胞球。
②将6孔板中的细胞培养基吸除，以PBS冲洗细胞，加入适量的Calcein-AM溶液和CM-Dil溶液，在37 ℃条件下培养细胞20分钟，用PBS洗涤细胞两次。用荧光显微镜观察细胞，并拍摄照片，如图8所示。
实施例4：
293T细胞的三维培养。
使用实施例1中包含微图案化水凝胶涂层的6孔细胞培养板进行细胞培养。培养步骤如下：
（1）将293T细胞用加有 10% FBS，100 U/ml 双抗的 DMEM 培养基，放置在37 ℃，5% CO2的培养箱中培养，细胞培养至85%~90%融合后用胰蛋白酶消化、计数，并以1×106～5×105/孔接种6孔板，每天换全培养基一次，置于培养箱中培养3 d，至细胞形成200 μm～500 μm大的细胞球。
（2）将6孔板中的细胞培养基吸除，以PBS冲洗细胞，用显微镜观察细胞并拍摄照片，如图7b所示。
（3）或将6孔板中的细胞培养基吸除，以PBS冲洗细胞，加入适量的Calcein-AM溶液，在37 ℃条件下培养细胞20分钟，用PBS洗涤细胞两次。用490 nm激发波长，515 nm发射波长的滤光片的荧光显微镜观察细胞，并拍摄照片，如图7d所示。
（4）或将6孔板中的细胞培养基吸除，以PBS冲洗细胞，加入适量的CM-Dil溶液，在37 ℃条件下培养细胞20分钟，用PBS洗涤细胞两次，用553 nm激发波长，570 nm发射波长的滤光片的荧光显微镜观察细胞，并拍摄照片，如图7e所示。
因此，本发明所需的原材料来自天然高分子提取物或微生物发酵产物，具有原料易得、成本较低、天然无毒性尤其是细胞毒性的特点，且由该原料制得的本发明微图案化水凝胶涂层属于透明非扩散性涂层，具有良好的稳定性和生物学活性，对培养基无影响；通过本发明微图案化水凝胶涂层培养细胞，可使细胞保持悬浮与不贴附特性、分化形成尺寸稳定的三维多细胞球（如图6a、6b所示），高度模拟了细胞在动物体内的生长情况，并且其使用范围广，适合如293T、Hela、Skov-3、KB、MCF-7、ARPE-19、hNSC、MSCs、ESCs、软骨细胞等细胞培养（如图7a、7b、7c、7d、7e所示）；且本发明微图案化水凝胶涂层制备方法简单，可覆盖大多数细胞培养制品，尤其是各种规格的培养皿及平底的细胞培养板，有利于自动化生产，并且可根据需要通过调节模具的上齿簇的形状来调节所得三维多细胞的尺寸大小（如图8所示）。
应当注意的是，上述实施例只为解释说明所用，而不应被看作是对本发明所包含内容范围的限制。碍于篇幅限制，仅仅详细描述了较为典型的实施方法，对本领域技术人员来说应当充分认识到本发明可以针对未脱离其内容主旨的创新点及优点作相关修改，且所有这类修改都应包含在本发明所定义的和等同意义的内容范围之内。
Claims (11)
1.一种微图案化水凝胶涂层，其特征在于：其原材料包括卡拉胶、刺槐豆胶、阿拉伯胶、黄原胶、褐藻胶、褐藻糖胶、木聚糖、琼脂糖、甘露聚糖、半乳甘露聚糖、葡甘露聚糖中的至少一种，其表面设置有通过模具印刻得到的点阵图案，所述点阵图案由数个微孔均匀排布形成。
2.根据权利要求1所述的一种微图案化水凝胶涂层，其特征在于：所述原材料由阿拉伯胶、黄原胶、琼脂糖和葡甘露聚糖组成，质量比为2:1:6:1。
3.根据权利要求1所述的一种微图案化水凝胶涂层，其特征在于：所述点阵图案是平面中心对称图形。
4.一种微图案化水凝胶涂层的制备方法，其特征在于：包括水凝胶溶液的制备、水凝胶涂层的模压、水凝胶涂层的固化脱模三个步骤——
水凝胶溶液的制备：将用于制备微图案化水凝胶涂层的原材料作为溶质加入至70 ℃～90 ℃蒸馏水中，充分搅拌溶解形成重量百分比为1 wt%～10 wt%的水凝胶溶液，保持水凝胶溶液的温度始终在70 ℃～90 ℃范围内；
水凝胶涂层的模压：选择适合的用于承载微图案化水凝胶涂层的载体，将所制得温度70 ℃～90 ℃的水凝胶溶液均匀平铺在所述载体上之后降温至40 ℃～60 ℃，待水凝胶溶液形成水凝胶粘稠状胶体时，将模具压覆在水凝胶粘稠状胶体之上印刻得到的所述点阵图案；
水凝胶涂层的固化脱模：保持模具固定，将水凝胶粘稠状胶体冷却至室温使其固化，形成与所述载体贴合的涂层，继续保持模具固定3 min～5 min，将模具取出后即制得微图案化水凝胶涂层。
5.根据权利要求4所述的微图案化水凝胶涂层的制备方法，其特征在于：水凝胶溶液的制备步骤中，所述原材料包括卡拉胶、刺槐豆胶、阿拉伯胶、黄原胶、褐藻胶、褐藻糖胶、木聚糖、琼脂糖、甘露聚糖、半乳甘露聚糖、葡甘露聚糖中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的微图案化水凝胶涂层的制备方法，其特征在于：水凝胶涂层的模压步骤中，所述模具是包括底部表面设有形状与所述点阵图案相对应的齿簇的印章，所述齿簇由数个圆柱体组成。
7.根据权利要求6所述的微图案化水凝胶涂层的制备方法，其特征在于：所述齿簇中每个所述圆柱体的大小相同，其直径在200 μm～500 μm范围内，长径比在1:3～3:1之间。
8.根据权利要求6所述的微图案化水凝胶涂层的制备方法，其特征在于：水凝胶涂层的模压步骤中，所述模具的底部及设置在其上的齿簇均由硬质、低表面黏附性的疏水性材料制成。
9.根据权利要求8所述的微图案化水凝胶涂层的制备方法，其特征在于：水凝胶涂层的模压步骤中，所述模具的底部及设置在其上的齿簇均由聚四氟乙烯、抛光的医用的不锈钢或陶瓷材料制成。
10.根据权利要求4所述的微图案化水凝胶涂层的制备方法，其特征在于：所述模具还包括有固定作用和\或加压作用的附属装置。
11.权利要求1所述的一种微图案化水凝胶涂层的用途，其特征在于：将其应用于三维细胞球培养皿或培养板上制成培养制品，该类培养制品无其它外源动力条件下促使多种细胞呈均匀的多细胞球增殖，从而批量制备三维多细胞球。
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