CN103433493B - 一种组织工程细胞培养支架的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种组织工程细胞培养支架的制备方法，以金属纤维为原料，对其进行预处理，将预处理后的纤维或结构体压制成型得到细胞培养支架的预制体。接着对预制体进行清洗和真空干燥处理。随后，将预制体放入圆片式加压装置中在真空或氩气保护下烧结，得到组织工程细胞培养支架。本发明制备的组织工程细胞培养支架具有较好的生物相容性，优良的力学性能，连通的孔结构和较高的孔隙率，有利于进行细胞的三维培养和组织工程的体内植入。

Description

一种组织工程细胞培养支架的制备方法

技术领域

本发明涉及一种组织工程细胞培养支架。

背景技术

组织工程细胞培养支架是一种三维多孔开放式网状结构框架，它能引导细胞进行粘附、生长、增殖和分化等活动，使之最终形成所需的三维组织或器官。组织工程细胞培养支架起到模拟细胞外基质的作用，它不但为细胞的生长提供三维空间和代谢场所，而且影响细胞的生物学行为和培养效率，同时决定着植入后能否与机体很好的适应和结合，进而影响整个组织修复的效果。因此，组织工程细胞培养支架的制备是组织工程研究中最为关键的环节之一。

目前，使用高分子材料和生物活性陶瓷材料制备的组织工程细胞培养支架已经用于韧带、肌腱、皮肤、血管、人工脏器、骨和牙齿等人体软、硬组织及器官的修复。从当前的研究成果来看，这些材料制备的组织工程细胞培养支架还存在一些亟待解决的问题，如高分子材料很难达到力学性能与生物相容性的统一。生物活性陶瓷模量高脆性大且制备的细胞培养支架的孔径分布、孔隙形状和孔隙率等难以控制，这都限制了其在硬组织工程中的应用。

使用金属材料制备的组织工程细胞培养支架具有优良的力学性能，其不但可以进行细胞的体外三维培养，还可以植入体内用于骨、关节和牙齿等硬组织损伤的修复。目前，使用金属材料制备组织工程细胞培养支架的方法有：（1）粉末冶金法，是将金属粉末与造孔剂等发泡粉末按比例混合后，通过加压成型，烧结等手段制备而成。该方法的优点是结构组织均匀，孔径在一定范围内可调，缺点是孔隙率不高且工艺复杂、步骤繁琐。（2）气体发泡法，是在液态金属中吹入气体，冷却后形成多孔金属。此方法的优点是制备工艺简单，缺点是多孔金属结构组织的均匀性和孔隙率难以控制。（3）固-气相共晶凝固法，在金属凝固时气体作为共晶相中的一部分析出形成泡沫状多孔金属。（4）金属电沉积法，是以有机高分子发泡材料为骨架，进行电沉积后除去骨架形成多孔金属。此类材料孔径分布均匀，孔隙连通率高但强度受一定影响，且厚度受到工艺的限制。

对现有技术的文献检索发现，Yuejun Chen等人在《Journal of Materials Science:Materials in Medicine》（材料科学杂志-医学材料）期刊2011年22卷839-844页中报道了“Preparation and characterization of a novel porous titanium scaffold with 3D hierarchicalporous structures”（具有三维分层多孔结构的新型多孔钛支架的制备及其性能表征），该文中采用粉末冶金法制备多孔钛支架，具体方法是：首先将纯钛粉、粘合剂、分散剂和发泡剂混合，充分搅拌形成浆料；其次，将浆料注入模具中，待其干燥后进行真空烧结；最后，对烧结后的样品进行酸-碱处理。这种方法工艺过程复杂，成本较高，且制备出的多孔钛支架的孔径分布不均匀，孔隙率难以得到较大提高。

综上所述，使用传统的制备多孔金属的方法来制备组织工程细胞培养支架，其难以达到优良的力学性能、均匀的孔径分布和连通性好的孔隙结构三者相统一，同时这些方法还存在制造工艺明显不足和生产成本较高等缺点。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种金属纤维基组织工程细胞培养支架的制备方法，此类细胞培养支架具有优良的生物相容性、较高的孔隙率、可控的孔径尺寸和优良的力学性能，且制造工艺简单，生产效率高，成本低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

1.采用金属纤维为原料，对其进行预处理，将预处理后的金属纤维压制成型得到细胞培养支架预制体；

2.将细胞培养支架预制体依次放入5-10%W/V的草酸水溶液、丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗10-30min；然后将细胞培养支架预制体放入真空干燥箱中，在60-80℃下恒温保持1-4h；

3.再将细胞培养支架预制体放入圆片式加压装置中，通过调整螺母拧紧压片使预制体厚度与压制成型后的厚度一致，然后将中间夹有细胞培养支架预制体的圆片式加压装置放入真空烧结炉内，真空或氩气保护下烧结，随炉冷却至室温；

所述金属纤维为不锈钢、钛或钛合金纤维；不锈钢纤维直径为6-500μm，钛或钛合金纤维直径为50-500μm；其中直径为6-20μm的金属纤维每500-3000根为一金属纤维束进行使用；

所述的预处理包括以下内容：

对于直径为6-20μm的金属纤维，将金属纤维束剪切成长度相等的短纤维束，其长度为10-80mm，由梳理机分散后成为单纤维，随机填充于圆桶形模具中；

对于直径为20-100μm的金属纤维，可采用以下三种方法中的任一方法：

①将金属纤维剪切成长度相等的短纤维，其长度为3-15mm，将短纤维随机填充于圆桶形模具中；

②将50-200根金属纤维集成一束，将此金属纤维束弯折成长度相等的Z字型纤维束后剪切，每一束Z字型纤维束长度为9-45mm，Z字型的三段长度相等；将Z字型纤维束分散成单根纤维后随机放入圆锥形容器中堆积成为结构体，然后将此结构体填充于圆桶形模具中；

③将50-200根金属纤维集成一束，将此金属纤维束弯折成长度相等的V字型后剪切，每一束V字型纤维束长度为6-30mm，V字型的两段长度相等；将V字型纤维束分散成单根纤维后随机放入圆锥形容器中堆积成为结构体，然后将此结构体填充于圆桶形模具中；

对于直径为100-500μm的金属纤维，可采用以下四种方法中的任一方法：

①将金属纤维剪切成长度相等的短纤维，其长度为3-15mm，将短纤维随机填充于圆桶形模具中；

②将金属纤维弯折成长度相等的Z字型纤维后剪切，Z字型纤维束长度为9-45mm，Z字型的三段长度相等；将Z字型纤维随机放入圆锥形容器中堆积成为结构体，然后将此结构体填充于圆桶形模具中；

③将金属纤维弯折成长度相等的V字型纤维后剪切，V字型纤维束长度为6-30mm，V字型的两段长度相等；将V字型纤维随机放入圆锥形容器中堆积成为结构体，然后将此结构体填充于圆桶形模具中；

④将金属纤维缠绕成弹簧状螺旋体，弹簧状螺旋体的线圈直径为金属纤维直径的10-20倍；将弹簧状螺旋体均匀拉开，其螺距与线圈直径相等，然后将其剪切成长度为10-30mm的短螺旋纤维，将长度相等的短螺旋纤维随机填充于圆桶形模具中；

所述圆片式加压装置包括等直径的两片圆形的氧化铝陶瓷片和两片圆形的不锈钢压片，不锈钢压片分别紧贴两片氧化铝陶瓷片相背的一侧，细胞培养支架预制体夹于两片陶瓷片之间，若干个螺栓穿过氧化铝陶瓷片和不锈钢压片，使氧化铝陶瓷片紧压细胞培养支架预制体。

所述的压制成型是使用棒状压头从上方对填充于圆桶形模具中的纤维或者纤维堆积而成的结构体进行压制，根据要达到的孔隙率和厚度的要求进行压制，压制成型后取出，得到所需孔隙率和厚度的圆柱形的细胞培养支架预制体。

所述烧结的参数为：烧结温度900-1400℃，烧结时间1-5h；真空烧结时真空度为1.0×10^-2-1.0×10^-3Pa；氩气保护时炉内氩气压力为0.02-0.05MPa。

本发明的有益效果是：不锈钢、钛和钛合金具有良好的生物相容性，是一种较好的制备组织工程细胞培养支架的材料；可以通过选择不同的金属材料和控制细胞培养支架的孔隙率、孔径尺寸和孔径分布等参数设计制备力学性能良好的组织工程细胞培养支架，在相同孔隙率下这种细胞培养支架比粉末冶金法制备细胞培养支架的强度高出好几倍；这种方法不使用造孔剂，无污染，制备的组织工程细胞培养支架孔隙率最高可达95%，孔隙为三维贯通孔结构且连通率＞98%；其具有良好的透过性，渗透性比粉末冶金法制备的细胞培养支架高出十几倍；这种方法制备的细胞培养支架具有较大的表面积，对其进行表面修饰如沉积生物陶瓷等可以进一步提高其生物相容性，有利于细胞在其表面的粘附和增殖。总之，这种金属纤维基组织工程细胞培养支架具有较好的生物相容性，优良的力学性能，连通的孔结构和较高的孔隙率，有利于进行细胞的三维培养和组织工程的体内植入。

附图说明

图1为圆片式加压装置；

图中，1-螺栓，2-耐高温不锈钢压片，3-氧化铝陶瓷片，4-细胞培养支架预制体，5-氧化铝陶瓷片，6-耐高温不锈钢压片，7-螺母。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明包括以下步骤：

1.采用金属纤维为原料，对其进行预处理，将预处理后的纤维或结构体压制成型得到细胞培养支架的预制体。

2.将细胞培养支架预制体依次放入草酸水溶液（5-10%W/V）、丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗10-30min。随后，将预制体放入真空干燥箱中，恒温保持1-4h，真空干燥箱温度为60-80℃。

3.将2步处理后的细胞培养支架预制体放入圆片式加压装置中，通过调整螺母拧紧压片使预制体厚度与压制成型后的厚度一致，然后将中间夹有预制体的圆片式加压装置放入真空烧结炉内，真空或氩气保护下烧结，随炉冷却至室温。

所述金属纤维为不锈钢、钛或钛合金纤维。不锈钢纤维直径为6-500μm，钛或钛合金纤维直径为50-500μm，其中直径为6-20μm的金属纤维以金属纤维束的形式得到，每束纤维束由500-3000根单根金属纤维集束而成，直径20-500μm的金属纤维为单根纤维。

所述的金属纤维预处理方法：

对于直径为6-20μm的金属纤维，将金属纤维束剪切成长度相等的短纤维束，其长度为10-80mm，放入小型梳理机中，短的纤维束经梳理机分散后成为单纤维，将这些单纤维随机填充于圆桶形模具中。

对于直径为20-100μm的金属纤维，可采用以下三种方法中的任一方法：

①将金属纤维剪切成长度相等的短纤维，其长度为3-15mm，将这些短纤维随机填充于圆桶形模具中。

②将50-200根金属纤维集成一束，将此金属纤维束弯折成长度相等的“Z”字型纤维束后剪切，“Z”字型纤维束长度为9-45mm，它是直的纤维束经两次弯折后形成的三段纤维束，每段长度相等均为3-15mm。将“Z”字型纤维束分散成单根“Z”字型纤维后随机放入圆锥形容器中堆积成为结构体，然后将此结构体填充于圆桶形模具中。

③将50-200根金属纤维集成一束，将此金属纤维束弯折成长度相等的“V”字型后剪切，“V”字型纤维束长度为6-30mm，它是直的纤维束经一次弯折后形成的两段纤维束，每段长度相等均为3-15mm。将“V”字型纤维束分散成“V”字型纤维后随机放入圆锥形容器中堆积成为结构体，然后将此结构体填充于圆桶形模具中。

对于直径为100-500μm的金属纤维，可采用以下四种方法中的任一方法：

①将金属纤维剪切成长度相等的短纤维，其长度为3-15mm，将这些短纤维随机填充于圆桶形模具中。

②将金属纤维弯折成长度相等的“Z”字型纤维后剪切，“Z”字型纤维长度为9-45mm，它是直的纤维经两次弯折后形成的三段纤维，每段长度相等均为3-15mm。将长度相等的“Z”字型纤维随机放入圆锥形容器中堆积成为结构体，然后将此结构体填充于圆桶形模具中。

③将金属纤维弯折成长度相等的“V”字型纤维后剪切，“V”字型纤维长度为6-30mm，它是直的纤维经一次弯折后形成的两段纤维，每段长度相等均为3-15mm。将长度相等的“V”字型纤维随机放入圆锥形容器中堆积成为结构体，然后将此结构体填充于圆桶形模具中。

④将金属纤维缠绕成弹簧状螺旋体，弹簧状螺旋体的线圈直径为金属纤维直径的10-20倍。将此螺旋体均匀拉开，其螺距与线圈直径相等，然后将其剪切成长度为10-30mm的短螺旋纤维，将长度相等的短螺旋纤维随机填充于圆桶形模具中。

所述的压制成型是使用棒状压头从上方对填充于圆桶形模具中的纤维或者纤维堆积而成的结构体进行压制，根据要达到的孔隙率和厚度的要求进行压制，压制成型后取出，得到所需孔隙率和厚度的圆柱形的细胞培养支架预制体。

所述圆片式加压装置如图1所示，中间为两片圆形氧化铝陶瓷片，两边为两片直径与陶瓷片相等的圆形耐高温不锈钢压片，三个螺栓穿过不锈钢压片和陶瓷片上对应的孔，将细胞培养支架预制体夹入两片陶瓷片中，拧紧螺母使不锈钢压片紧压陶瓷片中夹着的预制体。

所述烧结参数为：烧结温度900-1400℃，烧结时间1-5h。真空烧结时真空度为1.0×10^-2-1.0×10^-3Pa。氩气保护时炉内氩气压力为0.02-0.05MPa。

实施例1

取直径为30μm的316L型不锈钢纤维1.0g，将其剪切成长度为5mm的短纤维后随机填充于内径为20mm的圆桶形模具中，使用棒状压头从上方进行压制，按照设计孔隙率为90%和预制体厚度为4mm进行压制，得到厚度为4mm的圆柱形的细胞培养支架预制体。将压制后得到圆柱形的细胞培养支架预制体依次放入草酸水溶液（5%W/V）、丙酮、无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，每次超声清洗10min。然后，将预制体放入真空干燥箱中，温度60℃，恒温保持2h。接着，将预制体夹入圆片式加压装置中，调整螺母拧紧压片使预制体保持4mm的厚度，将中间夹有预制体的圆片式加压装置置于真空（真空度为1.0×10^-3Pa）条件下烧结，烧结温度为1200℃，烧结时间为2h。烧结后，随炉冷却至室温，最后得到不锈钢纤维基组织工程细胞培养支架。细胞培养支架经扫描电镜观测其孔径为40-200μm，经介质浸泡法测得孔隙率为90.2%。孔隙连通性良好，力学性能优良。

实施例2

取直径为30μm的316L型不锈钢纤维1.0g，将其剪切成长度为5mm的短纤维后均匀分散填充于内径为20mm的圆桶形模具中，使用棒状压头进行压制，按照设计孔隙率为80%和预制体厚度为2mm进行压制，得到厚度为2mm的圆柱形的细胞培养支架预制体。。将压制后得到圆柱形的细胞培养支架预制体依次放入草酸水溶液（5%W/V）、丙酮、无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，每次超声清洗10min。然后，将预制体放入真空干燥箱中，温度60℃，恒温保持2h。接着，将预制体夹入圆片式加压装置中，调整螺母拧紧压片使预制体保持2mm的厚度，将中间夹有预制体的圆片式加压装置置于真空（真空度为1.0×10^-3Pa）条件下烧结，烧结温度为1200℃，烧结时间为2h。烧结后，随炉冷却至室温，最后得到不锈钢纤维基组织工程细胞培养支架。细胞培养支架经扫描电镜观测其孔径为40-150μm，经介质浸泡法测得孔隙率为79.7%。孔隙连通性良好，力学性能优良。

实施例3

取直径为30μm的316L型不锈钢纤维1.0g，将其集成一束，弯折成总长度为15mm的“Z”字型纤维束后剪切（“Z”字型纤维束是经两次弯折后形成的三段纤维束，每段长度相等均为5mm），接着将长度相等的“Z”字型纤维束分散单根“Z”字型纤维后随机放入圆锥形容器中堆积成结构体，然后将此结构体填充于内径为20mm圆桶形模具中。按照设计孔隙率为90%和预制体厚度为4mm进行压制，得到厚度为4mm的圆柱形的细胞培养支架预制体。将压制后得到圆柱形的细胞培养支架预制体依次放入草酸水溶液（5%W/V）、丙酮、无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，每次超声清洗20min。然后，预制体放入真空干燥箱中，温度60℃，恒温保持2h。接着，将预制体夹入圆片式加压装置中，调整螺母拧紧压片使预制体保持4mm的厚度，将中间夹有预制体的圆片式加压装置置于真空（真空度为1.0×10^-3Pa）条件下烧结，烧结温度为1200℃，烧结时间为2h。烧结后，随炉冷却至室温，最后得到不锈钢纤维基组织工程细胞培养支架。细胞培养支架经扫描电镜观测其孔径为50-300μm，经介质浸泡法测得孔隙率为90.1%。孔隙连通性良好，力学性能优良。

实施例4

取316L型不锈钢纤维束（规格为2000芯，每根不锈钢纤维直径为6μm）1.0g，将其剪切成30mm的短纤维束后放入小型梳理机中，不锈钢纤维束经梳理机分散后成为单纤维，将这些单纤维填充于内径为20mm的圆桶形模具中，使用棒状压头从上方进行压制，按照设计孔隙率为60%和预制体厚度为1mm进行压制，得到厚度为1mm的圆柱形的细胞培养支架预制体。将压制后得到圆柱形的细胞培养支架预制体放入草酸水溶液（10%W/V）、丙酮、无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，每次超声清洗30min。然后，将预制体放入真空干燥箱中，温度80℃，恒温保持4h。接着，将预制体夹入圆片式加压装置中，调整螺母拧紧压片使预制体保持1mm的厚度，将中间夹有预制体的圆片式加压装置置于真空（真空度为1.0×10^-3Pa）条件下烧结，烧结温度为1050℃，烧结时间为1h。烧结后，随炉冷却至室温，最后得到不锈钢纤维基组织工程细胞培养支架。细胞培养支架经扫描电镜观测其孔径为15-50μm，经压汞法测得孔隙率为59.6%。孔隙连通性良好，力学性能优良。

实施例5

取直径为100μm的TA1型钛纤维1.5g，将其缠绕成螺径为2mm的弹簧状螺旋体，均匀拉开此螺旋体，其螺距为2mm，然后将其剪切成长度为15mm的螺旋纤维，使其随机填充于内径为20mm的圆桶形模具中。使用棒状压头从上方进行压制，按照设计孔隙率为83%和预制体厚度为6mm进行压制，得到厚度为6mm的圆柱形的细胞培养支架预制体。将压制后得到圆柱形的细胞培养支架预制体依次放入草酸水溶液（10%W/V）、丙酮、无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，每次超声清洗30min。然后，将预制体放入真空干燥箱中，温度60℃，恒温保持1h。接着，将预制体夹入圆片式加压装置中，调整螺母拧紧压片使预制体保持6mm的厚度，将中间夹有预制体的圆片式加压装置置于氩气气氛下烧结，烧结温度为1400℃，烧结时间为4h。烧结后，随炉冷却至室温，最后得到钛纤维基组织工程细胞培养支架。细胞培养支架经扫描电镜观测其孔径为200-800μm，经介质浸泡法测得孔隙率为83.2%，孔隙连通性良好，力学性能优良。

实施例6

取直径为30μm的316L型不锈钢纤维2.0g，将其集成一束，弯折成总长度为16mm的“V”字型纤维束后剪切（“V”字型纤维束是经一次弯折后形成的两段纤维束，每段长度相等均为8mm），接着将长度相等的“V”字型纤维束分散成单根“V”字型纤维后随机放入圆锥形容器中堆积成结构体，然后将此结构体填充于内径为30mm圆桶形模具中。使用棒状压头从上方进行压制，按照设计孔隙率为92%和预制体厚度为4mm进行压制，得到厚度为4mm的圆柱形的细胞培养支架预制体。将压制后得到的圆柱形细胞培养支架预制体依次放入草酸水溶液（5%W/V）、丙酮、无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，每次超声清洗20min。然后，将预制体放入真空干燥箱中，温度60℃，恒温保持2h。接着，将预制体夹入圆片式加压装置中，调整螺栓拧紧压板使预制体保持4mm的厚度，将中间夹有预制体的圆片式加压装置置于真空（真空度为1.0×10^-3Pa）条件下烧结，烧结温度为1200℃，烧结时间为2h。烧结后，随炉冷却至室温。将细胞培养支架放入50ml10M的NaOH溶液中浸泡，温度60℃，时间24h。使用去离子水冲洗样品表面，接着，放入干燥箱中，温度60℃，恒温保持2h。接着将NaOH溶液理过的细胞培养支架加热至600℃，保温1h，随炉冷却。将热处理后的细胞培养支架放入模拟体液溶液中浸泡，后置于温度为37℃的恒温振荡培养箱中，每天更换模拟体液以保证浸泡过程中离子浓度的恒定。样品浸泡6天后取出，用去离子水冲洗表面，空气中自然干燥得到以不锈钢纤维为基底表面沉积有羟基磷灰石的组织工程细胞培养支架。经扫描电镜观测其孔径为50-300μm，经能谱、X射线衍射和X射线光电子能谱检测不锈钢纤维表面覆盖有羟基磷灰石，经介质浸泡法测得孔隙率为91.7%。孔隙连通性良好，力学性能优良。

实施例7

取直径为30μm的316L型不锈钢纤维2.0g，将其集成一束，弯折成长度为15mm的“Z”字型纤维束后剪切（“Z”字型纤维束是经两次弯折后形成的三段纤维束，每段长度相等均为5mm），接着将长度相等的“Z”字型纤维束分散成单根“Z”字型纤维后随机放入圆锥形容器中堆积成结构体，然后将此结构体填充于内径为30mm圆桶形模具中。使用棒状压头从上方施加压力进行压制，按照设计孔隙率为92%和预制体厚度为4mm进行压制，得到厚度为4mm的圆柱形的细胞培养支架预制体。将压制后得到的圆柱形细胞培养支架预制体依次放入草酸水溶液（5%W/V）、丙酮、无水乙醇和去离子水中进行超声清洗，每次超声清洗20min。然后，将预制体放入真空干燥箱中，温度60℃，恒温保持2h。接着，将预制体夹入圆片式加压装置中，调整螺栓拧紧压板使预制体保持4mm的厚度，将中间夹有预制体的圆片式加压装置置于真空（真空度为1.0×10^-3Pa）条件下烧结，烧结温度为1200℃，烧结时间为2h。烧结后，随炉冷却至室温。将细胞培养支架放入50ml10M的NaOH溶液中浸泡，温度60℃，时间24h。使用去离子水冲洗样品表面，接着，放入干燥箱中，温度60℃，恒温保持2h。随后将NaOH溶液理过的细胞培养支架加热至600℃，保温1h，随炉冷却。壳聚糖溶解在1%（V/V）稀醋酸中，配制成1%（W/V）的壳聚糖溶液，25℃恒温，搅拌1h。将经过碱处理和热处理的细胞培养支架放入壳聚糖溶液中浸泡，后置于温度为25℃的恒温振荡培养箱中，浸泡1h后，取出细胞培养支架放入干燥箱中烘干，温度60℃，恒温保持1h。然后重新放入壳聚糖溶液中浸泡，重复上述过程10次后，得到以不锈钢纤维为基底表面覆盖有壳聚糖薄膜的组织工程细胞培养支架。经扫描电镜观测其孔径为40-270μm，经能谱和傅里叶红外光谱分析不锈钢纤维表面覆盖有壳聚糖薄膜，经介质浸泡法测得孔隙率为91.8%，孔隙连通性良好，力学性能优良。

Claims (3)

1.一种组织工程细胞培养支架的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)采用金属纤维为原料，对其进行预处理，将预处理后的金属纤维压制成型得到细胞培养支架预制体；

2)将细胞培养支架预制体依次放入5-10％W/V的草酸水溶液、丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗10-30min；然后将细胞培养支架预制体放入真空干燥箱中，在60-80℃下恒温保持1-4h；

3)再将细胞培养支架预制体放入圆片式加压装置中，通过调整螺母拧紧压片使预制体厚度与压制成型后的厚度一致，然后将中间夹有细胞培养支架预制体的圆片式加压装置放入真空烧结炉内，真空或氩气保护下烧结，随炉冷却至室温；

所述金属纤维为不锈钢、钛或钛合金纤维；不锈钢纤维直径为6-500μm，钛或钛合金纤维直径为50-500μm；其中直径为6-20μm的金属纤维每500-3000根为一金属纤维束进行使用；

所述的预处理包括以下内容：

对于直径为6-20μm的金属纤维，将金属纤维束剪切成长度相等的短纤维束，其长度为10-80mm，由梳理机分散后成为单纤维，随机填充于圆桶形模具中；

对于直径为20-100μm的金属纤维，采用以下三种方法中的任一方法：

①将金属纤维剪切成长度相等的短纤维，其长度为3-15mm，将短纤维随机填充于圆桶形模具中；

②将50-200根金属纤维集成一束，将此金属纤维束弯折成长度相等的Z字型纤维束后剪切，每一束Z字型纤维长度为9-45mm，Z字型的三段长度相等；将Z字型纤维束分散成单根纤维后随机放入圆锥形容器中堆积成为结构体，然后将此结构体填充于圆桶形模具中；

③将50-200根金属纤维集成一束，将此金属纤维束弯折成长度相等的V字型后剪切，每一束V字型纤维长度为6-30mm，V字型的两段长度相等；将V字型纤维束分散成单根纤维后随机放入圆锥形容器中堆积成为结构体，然后将此结构体填充于圆桶形模具中；

对于直径为100-500μm的金属纤维，采用以下四种方法中的任一方法：

①将金属纤维剪切成长度相等的短纤维，其长度为3-15mm，将短纤维随机填充于圆桶形模具中；

②将金属纤维弯折成长度相等的Z字型纤维后剪切，Z字型纤维长度为9-45mm，Z字型的三段长度相等；将Z字型纤维随机放入圆锥形容器中堆积成为结构体，然后将此结构体填充于圆桶形模具中；

③将金属纤维弯折成长度相等的V字型纤维后剪切，V字型纤维长度为6-30mm，V字型的两段长度相等；将V字型纤维随机放入圆锥形容器中堆积成为结构体，然后将此结构体填充于圆桶形模具中；

④将金属纤维缠绕成弹簧状螺旋体，弹簧状螺旋体的线圈直径为金属纤维直径的10-20倍；将弹簧状螺旋体均匀拉开，其螺距与线圈直径相等，然后将其剪切成长度为10-30mm的短螺旋纤维，将长度相等的短螺旋纤维随机填充于圆桶形模具中；

所述圆片式加压装置包括等直径的两片圆形的氧化铝陶瓷片和两片圆形的不锈钢压片，不锈钢压片分别紧贴两片氧化铝陶瓷片相背的一侧，细胞培养支架预制体夹于两片陶瓷片之间，若干个螺栓穿过氧化铝陶瓷片和不锈钢压片，使氧化铝陶瓷片紧压细胞培养支架预制体。

2.根据权利要求1所述的组织工程细胞培养支架的制备方法，其特征在于：所述的压制成型是使用棒状压头从上方对填充于圆桶形模具中的纤维或者纤维堆积而成的结构体进行压制，根据要达到的孔隙率和厚度的要求进行压制，压制成型后取出，得到所需孔隙率和厚度的圆柱形的细胞培养支架预制体。

3.根据权利要求1所述的组织工程细胞培养支架的制备方法，其特征在于：所述烧结的参数为：烧结温度900-1400℃，烧结时间1-5h；真空烧结时真空度为1.0×10^-2-1.0×10^-3Pa；氩气保护时炉内氩气压力为0.02-0.05MPa。