CN115369066A - 一种聚合物复合微载体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚合物复合微载体及其制备方法。包括：微载体本体，所述微载体本体包括合成高分子聚合物，所述微载体本体为中空结构，所述微载体本体的轴向长度大于所述微载体本体的径向长度；功能区，所述功能区为微孔结构，所述功能区形成在所述微载体本体上，所述功能区包括天然大分子，或，所述功能区包括天然大分子和无机盐。本发明的聚合物复合微载体可以使细胞粘附在中空微载体的外表面，内部的中空结构可以方便液体的流动，为大规模扩增的细胞提供了均匀、良好的微环境，有利于提高细胞扩增的数量。

Description

一种聚合物复合微载体及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物医学工程技术领域，特别是涉及一种聚合物复合微载体及其制备方法。
背景技术
干细胞是一种具有自我更新、多向分化或定向分化潜能的细胞，是处于细胞系分化源头的原始细胞。在这其中例如骨髓间充质干细胞、脂肪间充质干细胞等间充质干细胞因为具有免疫排异反应低、可自体取材、诱导分化策略研究较为成熟等优点更是引起了研究者的高度关注。所以其在组织工程、发育生物学、肿瘤研究等多方面均有广泛应用，甚至是临床阶段的组织修复。虽然干细胞具有大量的优点，得到了广泛的应用。但是，干细胞的研究中也有一项基础性的难题需要解决：
干细胞在实际应用中需要在保证高质量的前提下有一定的数量要求，在组织工程中使用到的细胞的量级大都在107左右，临床应用研究中使用到的细胞的量级至少都在109左右。现有的干细胞扩大培养通常采用微型载体进行。微型载体指直径在60μm～250μm能适用于贴壁细胞生长的微型球体。微型载体培养优点表面积/体积(S/V)大，因此单位体积培养液的细胞产率高，把悬浮培养和贴壁培养融合在一起，兼有两者的优点。在培养过程也可以使用光学显微镜实时观察、调节细胞的生长情况，简化了细胞生长各种环境因素的检测和控制，重现性好。培养基利用率较高，放大容易，细胞收获过程不复杂，劳动强度小，培养系统占地面积和空间小。相较传统的培养皿、培养瓶的扩增模式，微载体培养可以节省大量的空间、人力、试剂耗材及时间成本。
但是目前在使用的微载体几乎都是圆球形状，细胞贴附在圆球表面生长，在使用中也发现了一些不足之处，例如：1、细胞与微载体分离较为困难，当细胞扩增完成后需要收集细胞时，就需要胰酶、EDTA等物质来处理，但是这些试剂的使用会对细胞的活性造成明显的影响；2、细胞团簇生长后内部营养、氧气供给不足，细胞大量增殖以后会形成一定的团簇结构，这时内部的细胞应为外部细胞的阻隔，微环境中的营养与氧气较培养基中是不足的，从外向内形成了一种梯度效应。不同的培养微环境不仅影响细胞的大量扩增，也影响细胞的分泌物的代谢产生，因为目前在实际应用，不仅仅是干细胞是需要的，细胞分泌物也是有着相应的需求。
发明内容
本发明针对已有技术的不足之处，提供一种新型细胞培养用微载体的制造及应用，细胞粘附在中空微载体的外表面，内部的中空结构可以方便液体的流动。并且中空微载体的材质具有温敏效应，可以控制细胞的粘附与分离，方便扩增后期高纯度细胞的收集，传统工艺使用胰酶等化学物质则会对细胞活性造成明显影响。本发明的微载体成型工艺及细胞培养方法简单高效，培养微环境均匀一致，可有效提高干细胞在扩增时期的质量与数量，并且后期可以通过温度的调节方便大量收集细胞。适用于高通量药物筛选、免疫治疗、干细胞治疗、组织工程等方面的研究与应用。
一种聚合物复合微载体，应用于细胞培养，包括：微载体本体，所述微载体本体包括合成高分子聚合物，所述微载体本体为中空结构，所述微载体本体的轴向长度大于所述微载体本体的径向长度；功能区，所述功能区为微孔结构，所述功能区形成在所述微载体本体上，所述功能区包括天然大分子，或，所述功能区包括天然大分子和无机盐。
本发明公开了一种应用于细胞培养的聚合物复合微载体。与传统的圆球形状的聚合物复合微载体相比，本申请的聚合物复合微载体为中空的长柱形结构，细胞不会因为团簇在聚合物复合微载体的表面而导致出现内部营养、氧气供给不足的问题。本发明的聚合物复合微载体可以使细胞粘附在中空微载体的外表面，内部的中空结构可以方便液体的流动，为大规模扩增的细胞提供了均匀、良好的微环境，有利于提高细胞扩增的数量。
在其中一个实施例中，所述微载体本体还包括温敏材料。
本发明的聚合物复合微载体进一步地还包含温敏物质，并使形成的微载体具有温敏效应，可以温度效应控制细胞的粘附与分离，方便扩增后期高纯度细胞的收集。与传统的细胞收集操作相比较，本发明在细胞培养完成后无需将聚合物复合微载体与细胞一起收集，因此无需重新评估微载体材质对后续实验及临床的影响，省时省力，有利于节约成本。另外，由于本发明的聚合物复合微载体为长柱形结构，细胞不会像传统圆球形微载体一样紧密地贴附在圆球表面生长而导致细胞与微载体分离较为困难的问题，因此本发明的聚合物复合微载体在细胞扩增完成后需要收集细胞时，也不需要使用胰酶、EDTA等试剂将细胞从微载体的表面消化下来，因此本发明培养并收集的细胞的活性基本不受试剂的影响，细胞的质量较高。
通过使用本发明的聚合物复合微载体进行细胞培养，方法简单高效，培养微环境均匀一致，可有效提高干细胞在扩增时期的质量与数量，并且后期可以通过温度的调节方便大量收集细胞。
在其中一个实施例中，所述温敏材料为四氧化三铁微粒和聚N异丙烯酰胺。
在其中一个实施例中，所述聚合物复合微载体的轴向长度为500μm～1000μm。
在其中一个实施例中，所述聚合物复合微载体的直径为60μm～250μm。
在其中一个实施例中，所述合成高分子聚合物包括聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乙醇酸、聚己内酯中的其中一种或者上述两种及以上的组合物。
在其中一个实施例中，所述功能区包括天然大分子，所述天然大分子包括明胶、胶原、纤维蛋白原、壳聚糖中的其中一种或者上述两种及以上的组合物。
在其中一个实施例中，所述合成高分子聚合物为甲基丙烯酸化明胶。
在其中一个实施例中，所述天然大分子为壳聚糖。
在其中一个实施例中，所述功能区包括天然大分子和无机盐，所述无机盐为氯化钠或氯化钾。
一种聚合物复合微载体的制备方法，包括如下步骤：
S11、将高分子聚合物、天然大分子及温敏材料溶解于溶剂中形成A溶液；
S12、将所述A溶液注入同轴针头注射器的中间针头，同时在所述同轴针头注射器的内侧针头和所述同轴针头的外侧针头注入蒸馏水；
S13、将所述同轴针头的内侧针头与微流控芯片的内层溶液通道连通，将所述同轴针头的中间针头与微流控芯片的中层溶液通道连通，将所述同轴针头的外侧针头与微流控芯片的外层溶液通道连通；
S14、所述A溶液从所述微流控芯片的中层溶液通道推出，蒸馏水从所述微流控芯片的内层溶液通道以及所述微流控芯片的外层溶液通道推出；
S15、所述微流控芯片上设置多个辅助流道，多个所述辅助流道分别与所述外层溶液通道相交且连通，多个所述辅助流道在远离所述同轴针头一侧的所述微流控芯片上间隔设置，蒸馏水通过所述辅助流道流入或流出所述外层溶液通道；
S16、所述微流控芯片的中层溶液通道中的所述合成高分子聚合物析出成型为包括所述功能区和所述微载体本体的具有中空且多孔结构的聚合物复合微载体。
在其中一个实施例中，所述合成高分子聚合物在溶剂中的浓度范围为20g/L～60g/L。
在其中一个实施例中，所述天然大分子在溶剂中的浓度范围为0.05%～1.50%。
在其中一个实施例中，所述温敏材料在溶剂中的浓度范围为0.05%～3.00%。
在其中一个实施例中，所述溶剂为六氟异丙醇。
在其中一个实施例中，所述中层溶液通道的所述A溶液的流速为10mL/h～30mL/h。
在其中一个实施例中，所述内层溶液通道的蒸馏水的流速为3mL/h～10mL/h。
在其中一个实施例中，所述外层溶液通道的蒸馏水的流速为10mL/h～50mL/h。
在其中一个实施例中，所述辅助流道的蒸馏水的流速为30mL/h～100mL/h。
在其中一个实施例中，在步骤S16后，还包括如下步骤：
S17、所述聚合物复合微载体成型后，将所述聚合物复合微载体冻结在冷冻切片机的冻结液中，设定层厚为500μm～1000μm，收集均匀切割后的微粒，经蒸馏水的清洗后备用。
一种聚合物复合微载体的制备方法，包括如下步骤：
S21、将高分子聚合物、天然大分子、无机盐及温敏材料溶解于溶剂中形成B溶液；
S22、将所述B溶液注入同轴针头注射器的中间针头，同时在所述同轴针头注射器的内侧针头和所述同轴针头的外侧针头注入蒸馏水；
S23、将所述同轴针头的内侧针头与微流控芯片的内层溶液通道连通，将所述同轴针头的中间针头与微流控芯片的中层溶液通道连通，将所述同轴针头的外侧针头与微流控芯片的外层溶液通道连通；
S24、所述B溶液从所述微流控芯片的中层溶液通道推出，蒸馏水从所述微流控芯片的内层溶液通道以及所述微流控芯片的外层溶液通道推出；
S25、将所述微流控芯片置于蓝光辐照范围内，所述微流控芯片中层溶液通道内的所述B溶液的合成高分子聚合物光照成型为中空微载体本体；
S26、所述微流控芯片上设置多个辅助流道，多个所述辅助流道分别与所述外层溶液通道相交且连通，多个所述辅助流道在远离所述同轴针头一侧的所述微流控芯片上间隔设置，蒸馏水通过所述辅助流道流入或流出所述外层溶液通道，所述中空微载体本体中的无机盐不断的溶解在蒸馏水中，所述中空微载体本体形成为具有功能区及连通内外的微孔结构的所述聚合物复合微载体。
在其中一个实施例中，所述合成高分子聚合物在溶剂中的浓度范围为3%～15%。
在其中一个实施例中，所述天然大分子在溶剂中的浓度范围为0.05%～1.50%。
在其中一个实施例中，所述无机盐在溶剂中的浓度范围为0.5%～3.0%。
在其中一个实施例中，所述温敏材料在溶剂中的浓度范围为0.05%～3.00%。
在其中一个实施例中，所述溶剂为蒸馏水。
在其中一个实施例中，所述中层溶液通道的所述B溶液的流速为10mL/h～30mL/h。
在其中一个实施例中，所述内层溶液通道的蒸馏水的流速为3mL/h～10mL/h。
在其中一个实施例中，所述外层溶液通道的蒸馏水的流速为10mL/h～50mL/h。
在其中一个实施例中，所述辅助流道的蒸馏水的流速为30mL/h～100mL/h。
在其中一个实施例中，还包括蓝光灯，所述蓝光灯与所述微流控芯片的距离范围值为5cm～25cm。
在其中一个实施例中，在步骤S26后，还包括如下步骤：
S27、所述聚合物复合微载体成型后，将所述聚合物复合微载体冻结在冷冻切片机的冻结液中，设定层厚为500μm～1000μm，收集均匀切割后的微粒，经蒸馏水的清洗后备用。
附图说明
图1为本发明一种聚合物复合微载体的制造用微流控芯片的三维示意图；
图2为本发明一种聚合物复合微载体的三维示意图；
图3为本发明一种聚合物复合微载体的大规模应用示意图；
图4为传统微载体的使用情形1示意图；
图5为传统微载体的使用情形2示意图；
图6为本发明其中一种聚合物复合微载体的制备工艺流程图；
图7为本发明另外一种聚合物复合微载体的制备工艺流程图。
其中，附图标记与部件名称之间的对应关系为：
101-内流道入口；102-中间流道入口；103-外流道入口；104-辅助流道入口；105-辅助流道出口；301-微载体本体；302-细胞；401-传统球型微载体。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照附图描述本发明一些实施例所述聚合物复合微载体的制备方法。
实施例1
本实施例提供了一种通过萃取析出成型技术制备聚合物复合微载体的方法。图1为本发明聚合物复合微载体制造用微流控芯片的三维示意。该微流控芯片包括前半部分的三层同轴针头，以及后半段多级辅助流道用于萃取析出。其中同轴针头包括内层溶液通道101、中层溶液通道102、外层溶液通道103。在本实施例中，内层溶液通道的孔径为30μm，中层溶液通道的孔径为150μm，外层溶液通道的孔径为350μm。注射泵将蒸馏水从同轴针头的内、外两层溶液通道以稳定流动的方式喷出。其中，内层溶液通道101内蒸馏水的流速为3mL/h，外层溶液通道103内蒸馏水的流速为10mL/h。将聚乳酸、明胶、壳聚糖、四氧化三铁微粒和聚N异丙基丙烯酰胺溶解在六氟异丙醇中后形成A溶液，将A溶液从中层溶液通道102推出，A溶液在中层溶液通道102内的流速为10mL/h。其中，聚乳酸在六氟异丙醇中的质量浓度为50g/L，明胶在六氟异丙醇中的质量浓度为20g/L，壳聚糖在六氟异丙醇中的质量浓度为0.05%，四氧化三铁微粒在六氟异丙醇中的质量浓度为1%，聚N异丙基丙烯酰胺在六氟异丙醇中的质量浓度为0.05%。由于六氟异丙醇在水中有着良好的溶解度，同时聚乳酸在常温水中几乎是不溶解的。在通过后半段的辅助流道时，聚乳酸、明胶和壳聚糖溶质会逐渐析出成型为多孔的中空微管。其中，蒸馏水从辅助流道入口104流入，从辅助流道出口105流出。为了保证后半段一定的浓度差，提高萃取效率，设计了多级辅助流道，实现蒸馏水在其中的高效流动。蒸馏水在辅助流道内的流速为30mL/h。在连续的中空管成型后，将其冻结在冷冻切片机的冻结液中，设定层厚为500μm，从而使切割出来的聚合物复合微载体的轴向长度为500μm。然后收集均匀切割后的微粒，经蒸馏水的清洗，即可用于细胞培养。聚合物复合微载体的三维结构如图2所示。
需要说明的是，本实施例中使用六氟异丙醇作为相应的溶剂，六氟异丙醇拥有较好的溶解能力与挥发能力，且能与水实现良好的互溶，易清除，低毒性，适于细胞培养。
需要说明的是，本实施例中使用蒸馏水作为萃取剂，主要原因是无毒副作用，而使用其他任何溶剂作为萃取剂会有残留问题，对细胞损害大。
需要说明的是，本实施例中使用微流控芯片中各溶液流道内的液体可以持续流动，这样可以实现中空微载体的连续生产，且尺寸和质量都更为稳定。
需要说明的是，本实施例中在连续的中空管成型后，将其冻结在冷冻切片机的冻结液中，可以使用冷冻切片机的配套冷冻液，也可以用蒸馏水来作为冻结液，水在低温下也可以将样品冻结在样品台上。
如图3所示，在细胞大规模培养过程中，本发明的聚合物复合微载体会因为细胞302的粘附呈现团簇现象。这种情况下因为内部中空结构的存在，培养基可以通过毛细血管作用很好的深入团簇内部，为内部的细胞也提供了充足的营养与氧气，克服了传统球型微载体内部细胞很难获得营养与氧气的难点。
在日常的培养阶段培养基的温度为正常温度37℃，此时聚合物复合微载体的微载体本体301的表面为弱疏水，细胞302可以很好的粘附与生长。在培养后期的收集阶段，可将培养基的温度降至4℃，低温条件下聚合物复合微载体的表面呈现为弱亲水，细胞就会从微载体的表面脱落，方便收集高纯度的细胞。假如传统的球型微载体也增加温敏特性材料，在收集阶段，即使是降低细胞在微载体的表面粘附特性，细胞也不能大量、快速的与微载体脱离。因为，细胞302在进过大量的扩增以后，是一种团簇生长状态会把球型微载体401包裹起来，如图4、图5所示。这种条件下微载体的分离是较为困难的。而本发明的聚合物复合微载体的在轴向尺度上远远大于径向尺度，这样细胞就无法将其有效的包裹，从而实现良好的分离效果。
实施例2
本实施例提供了第二种通过萃取析出成型技术制备聚合物复合微载体的方法。在本实施例中，内层溶液通道的孔径为50μm，中层溶液通道的孔径为250μm，外层溶液通道的孔径为1000μm。注射泵将蒸馏水从同轴针头的内、外两层溶液通道以稳定流动的方式喷出。其中，内层溶液通道101内蒸馏水的流速为10mL/h，外层溶液通道103内蒸馏水的流速为50mL/h。将聚乳酸、明胶、壳聚糖、四氧化三铁微粒和聚N异丙基丙烯酰胺溶解在六氟异丙醇中后形成A溶液，将A溶液从中层溶液通道102推出，A溶液在中层溶液通道102内的流速为30mL/h。其中，聚乳酸在六氟异丙醇中的质量浓度为60g/L，明胶在六氟异丙醇中的质量浓度为30g/L，壳聚糖在六氟异丙醇中的质量浓度为1.5%，四氧化三铁微粒在六氟异丙醇中的质量浓度为3%，聚N异丙基丙烯酰胺在六氟异丙醇中的质量浓度为1.5%。蒸馏水在辅助流道内的流速为100mL/h。在连续的中空管成型后，将其冻结在冷冻切片机的冻结液中，设定层厚为1000μm，从而使切割出来的聚合物复合微载体的轴向长度为1000μm。然后收集均匀切割后的微粒，经蒸馏水的清洗，即可用于细胞培养。
实施例3
本实施例提供了第三种通过萃取析出成型技术制备聚合物复合微载体的方法。在本实施例中，内层溶液通道的孔径为50μm，中层溶液通道的孔径为250μm，外层溶液通道的孔径为1000μm。注射泵将蒸馏水从同轴针头的内、外两层溶液通道以稳定流动的方式喷出。其中，内层溶液通道101内蒸馏水的流速为6mL/h，外层溶液通道103内蒸馏水的流速为25mL/h。将聚乳酸、明胶、壳聚糖、四氧化三铁微粒和聚N异丙基丙烯酰胺溶解在六氟异丙醇中后形成A溶液，将A溶液从中层溶液通道102推出，A溶液在中层溶液通道102内的流速为15mL/h。其中，聚乳酸在六氟异丙醇中的质量浓度为60g/L，胶原在六氟异丙醇中的质量浓度为25g/L，壳聚糖在六氟异丙醇中的质量浓度为0.75%，四氧化三铁微粒在六氟异丙醇中的质量浓度为1.5%，聚N异丙基丙烯酰胺在六氟异丙醇中的质量浓度为0.75%。蒸馏水在辅助流道内的流速为50mL/h。在连续的中空管成型后，将其冻结在冷冻切片机的冻结液中，设定层厚为850μm，从而使切割出来的聚合物复合微载体的轴向长度为850μm。然后收集均匀切割后的微粒，经蒸馏水的清洗，即可用于细胞培养。
实施例4
本实施例提供了一种光固化成型技术制备聚合物复合微载体的方法。图1是本发明聚合物复合微载体的制造用微流控芯片的三维示意。该微流控芯片包括前半部分的三层同轴针头，以及后半段多级流道用于萃取析出。其中同轴针头包括内、中、外三层溶液通道。在本实施例中，内层溶液通道的孔径为30μm，中层溶液通道的孔径为150μm，外层溶液通道的孔径为350μm。注射泵将蒸馏水从同轴针头的内、外两层溶液通道以稳定流动的方式喷出。其中，内层溶液通道101中蒸馏水的流速为3mL/h，外层溶液通道103内蒸馏水的流速为10mL/h。将甲基丙烯酸化明胶、壳聚糖、氯化钠四氧化三铁微粒和聚N异丙基丙烯酰胺溶解在蒸馏水中形成B 溶液，将B溶液从中层溶液通道102推出，B溶液在中层溶液通道102内的流速为10mL/h。其中甲基丙烯酸化明胶的质量浓度范围为3%，壳聚糖的质量浓度为0.05%，氯化钠的质量浓度为0.5%，四氧化三铁微粒的质量浓度为1%，聚N异丙基丙烯酰胺的浓度为0.05%。
甲基丙烯酸化明胶在蓝光光照后交联固定成型为中空微管。其中，蓝光的波长为405nm，蓝光照射的区域为图1中A处所示，灯管与A处的距离为15cm。在通过后半段多级辅助流道时，胶体中的氯化钠不断溶解在水中，然后在中空微管上形成沟通内外的微孔。蒸馏水在辅助流道内的流速为30mL/h。在连续的中空管成型后，将其冻结在冷冻切片机的冻结液中，设定层厚为500μm，从而使切割出来的微载体轴向长度为500μm。然后收集均匀切割后的微粒，经蒸馏水的清洗，就可以用于细胞培养。聚合物复合微载体的三维结构如图2所示。
在日常的培养阶段培养基的温度为正常温度37℃，此时微载体的表面为弱疏水，细胞可以很好的粘附与生长；在培养后期的收集阶段，可将培养基的温度降至4℃，低温条件下微载体的表面在呈现为弱亲水，细胞就会从微载体的表面脱落，方便收集高纯度的细胞。
实施例5
本实施例提供了第二种光固化成型技术制备聚合物复合微载体的方法。该微流控芯片包括前半部分的三层同轴针头，以及后半段多级流道用于萃取析出。其中同轴针头包括内、中、外三层溶液通道。在本实施例中，内层溶液通道的孔径为50μm，中层溶液通道的孔径为250μm，外层溶液通道的孔径为1000μm。注射泵将蒸馏水从同轴针头的内、外两层溶液通道以稳定流动的方式喷出。其中，内层溶液通道101中蒸馏水的流速为10mL/h，外层溶液通道103内蒸馏水的流速为50mL/h。将甲基丙烯酸化明胶、壳聚糖、氯化钠四氧化三铁微粒和聚N异丙基丙烯酰胺溶解在蒸馏水中形成B溶液，将B溶液从中层溶液通道102推出，B溶液在中层溶液通道102内的流速为30mL/h。其中甲基丙烯酸化明胶的质量浓度范围为15%，壳聚糖的质量浓度为1.5%，氯化钠的质量浓度为3%，四氧化三铁微粒的质量浓度为3%，聚N异丙基丙烯酰胺的浓度为1.5%。
甲基丙烯酸化明胶在蓝光光照后交联固定成型为中空微管。其中，蓝光的波长为405nm，蓝光照射的区域如图1中A处所示，灯管与A处的距离为5cm。在通过后半段多级辅助流道时，胶体中的氯化钠不断溶解在水中，然后在中空微管上形成沟通内外的微孔。蒸馏水在辅助流道内的流速为100mL/h。在连续的中空管成型后，将其冻结在冷冻切片机的冻结液中，设定层厚为1000μm，从而使切割出来的微载体轴向长度为1000μm。然后收集均匀切割后的微粒，经蒸馏水的清洗，就可以用于细胞培养。
实施例6
本实施例提供了第三种光固化成型技术制备聚合物复合微载体的方法。该微流控芯片包括前半部分的三层同轴针头，以及后半段多级流道用于萃取析出。其中同轴针头包括内、中、外三层溶液通道。在本实施例中，内层溶液通道的孔径为50μm，中层溶液通道的孔径为250μm，外层溶液通道的孔径为1000μm。注射泵将蒸馏水从同轴针头的内、外两层溶液通道以稳定流动的方式喷出。其中，内层溶液通道101中蒸馏水的流速为7mL/h，外层溶液通道103内蒸馏水的流速为25mL/h。将甲基丙烯酸化明胶、壳聚糖、氯化钠四氧化三铁微粒和聚N异丙基丙烯酰胺溶解在蒸馏水中形成B溶液，将B溶液从中层溶液通道102推出，B溶液在中层溶液通道102内的流速为20mL/h。其中甲基丙烯酸化明胶的质量浓度范围为7.5%，壳聚糖的质量浓度为0.75%，氯化钠的质量浓度为0.75%，四氧化三铁微粒的质量浓度为1.5%，聚N异丙基丙烯酰胺的浓度为0.75%。
甲基丙烯酸化明胶在蓝光光照后交联固定成型为中空微管。其中，蓝光的波长为405nm，蓝光照射的区域如图1中A处所示，灯管与A处的距离为10cm。在通过后半段多级辅助流道时，胶体中的氯化钠不断溶解在水中，然后在中空微管上形成沟通内外的微孔。蒸馏水在辅助流道内的流速为60mL/h。在连续的中空管成型后，将其冻结在冷冻切片机的冻结液中，设定层厚为750μm，从而使切割出来的微载体轴向长度为750μm。然后收集均匀切割后的微粒，经蒸馏水的清洗，就可以用于细胞培养。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种聚合物复合微载体，应用于细胞培养，其特征在于，包括：
微载体本体，所述微载体本体包括合成高分子聚合物，所述微载体本体为中空结构，所述微载体本体的轴向长度大于所述微载体本体的径向长度；
功能区，所述功能区为微孔结构，所述功能区形成在所述微载体本体上，所述功能区包括天然大分子，或，所述功能区包括天然大分子和无机盐。
2.根据权利要求1所述的聚合物复合微载体，其特征在于，所述微载体本体还包括温敏材料。
3.根据权利要求2所述的聚合物复合微载体，其特征在于，所述温敏材料为四氧化三铁微粒和聚N异丙烯酰胺。
4.根据权利要求1所述的聚合物复合微载体，其特征在于，所述聚合物复合微载体的轴向长度为500μm～1000μm；和/或
所述聚合物复合微载体的直径为60μm～250μm。
5.根据权利要求1所述的聚合物复合微载体，其特征在于，所述合成高分子聚合物包括聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乙醇酸、聚己内酯中的其中一种或者上述两种及以上的组合物；和/或
所述功能区包括天然大分子，所述天然大分子包括明胶、胶原、纤维蛋白原、壳聚糖中的其中一种或者多种的组合物。
6.根据权利要求1所述的聚合物复合微载体，其特征在于，所述合成高分子聚合物为甲基丙烯酸化明胶；和/或
所述天然大分子为壳聚糖；和/或
所述功能区包括天然大分子和无机盐，所述无机盐为氯化钠或氯化钾。
7.一种如权利要求2至3任意一项所述聚合物复合微载体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S11、将高分子聚合物、天然大分子及温敏材料溶解于溶剂中形成A溶液；
S12、将所述A溶液注入同轴针头注射器的中间针头，同时在所述同轴针头注射器的内侧针头和所述同轴针头的外侧针头注入蒸馏水；
S13、将所述同轴针头的内侧针头与微流控芯片的内层溶液通道连通，将所述同轴针头的中间针头与微流控芯片的中层溶液通道连通，将所述同轴针头的外侧针头与微流控芯片的外层溶液通道连通；
S14、所述A溶液从所述微流控芯片的中层溶液通道推出，蒸馏水从所述微流控芯片的内层溶液通道以及所述微流控芯片的外层溶液通道推出；
S15、所述微流控芯片上设置多个辅助流道，多个所述辅助流道分别与所述外层溶液通道相交且连通，多个所述辅助流道在远离所述同轴针头一侧的所述微流控芯片上间隔设置，蒸馏水通过所述辅助流道的流入或流出所述外层溶液通道；
S16、所述微流控芯片的中层溶液通道中的所述合成高分子聚合物析出成型为包括所述功能区和所述微载体本体的具有中空且多孔结构的聚合物复合微载体。
8.根据权利要求7所述的聚合物复合微载体的制备方法，其特征在于，所述合成高分子聚合物在溶剂中的浓度范围为20g/L～60g/L；和/或
所述天然大分子在溶剂中的浓度范围为0.05%～1.50%；和/或
所述温敏材料在溶剂中的浓度范围为0.05%～3.00%；和/或
所述溶剂为六氟异丙醇；和/或
所述中层溶液通道的所述A溶液的流速为10mL/h～30mL/h；和/或
所述内层溶液通道的蒸馏水的流速为3mL/h～10mL/h；和/或
所述外层溶液通道的蒸馏水的流速为10mL/h～50mL/h；和/或
所述辅助流道的蒸馏水的流速为30mL/h～100mL/h；和/或
在步骤S16后，还包括如下步骤：
S17、所述聚合物复合微载体成型后，将所述聚合物复合微载体冻结在冷冻切片机的冻结液中，设定层厚为500μm～1000μm，收集均匀切割后的微粒，经蒸馏水的清洗后备用。
9.一种如权利要求2和3任意一项所述聚合物复合微载体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S21、将高分子聚合物、天然大分子、无机盐及温敏材料溶解于溶剂中形成B溶液；
S22、将所述B溶液注入同轴针头注射器的中间针头，同时在所述同轴针头注射器的内侧针头和所述同轴针头的外侧针头注入蒸馏水；
S23、将所述同轴针头的内侧针头与微流控芯片的内层溶液通道连通，将所述同轴针头的中间针头与微流控芯片的中层溶液通道连通，将所述同轴针头的外侧针头与微流控芯片的外层溶液通道连通；
S24、所述B溶液从所述微流控芯片的中层溶液通道推出，蒸馏水从所述微流控芯片的内层溶液通道以及所述微流控芯片的外层溶液通道推出；
S25、将所述微流控芯片置于蓝光辐照范围内，所述微流控芯片中层溶液通道内的所述B溶液的合成高分子聚合物光照成型为中空微载体本体；
S26、所述微流控芯片上设置多个辅助流道，多个所述辅助流道分别与所述外层溶液通道相交且连通，多个所述辅助流道在远离所述同轴针头一侧的所述微流控芯片上间隔设置，蒸馏水通过所述辅助流道流入或流出所述外层溶液通道，所述中空微载体本体中的无机盐不断的溶解在蒸馏水中，所述中空微载体本体形成为具有功能区及连通内外的微孔结构的所述聚合物复合微载体。
10.根据权利要求9所述的聚合物复合微载体的制备方法，其特征在于，
所述合成高分子聚合物在溶剂中的浓度范围为3%～15%；和/或
所述天然大分子在溶剂中的浓度范围为0.05%～1.50%；和/或
所述无机盐在溶剂中的浓度范围为0.5%～3.0%；和/或
所述温敏材料在溶剂中的浓度范围为0.05%～3.00%；和/或
所述溶剂为蒸馏水；和/或
所述中层溶液通道的所述B溶液的流速为10mL/h～30mL/h；和/或
所述内层溶液通道的蒸馏水的流速为3mL/h～10mL/h；和/或
所述外层溶液通道的蒸馏水的流速为10mL/h～50mL/h；和/或
所述辅助流道的蒸馏水的流速为30mL/h～100mL/h；和/或
还包括蓝光灯，所述蓝光灯与所述微流控芯片的距离范围值为5cm～25cm；和/或
在步骤S26后，还包括如下步骤：
S27、所述聚合物复合微载体成型后，将所述聚合物复合微载体冻结在冷冻切片机的冻结液中，设定层厚为500μm～1000μm，收集均匀切割后的微粒，经蒸馏水的清洗后备用。
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