CN115093703A - 用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体及其制备方法和应用 - Google Patents

用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体及其制备方法和应用，制备方法包括将聚合物原料溶于良溶剂，得到聚合物溶液，通过静电喷球、手动滴球或旋涂在玻璃板上的方式将聚合物溶液加入该聚合物的不良溶剂中，经相分离，得到具有纳米孔结构的聚合物微球或聚合物膜。本发明的聚合物载体表面呈纳米孔结构分布，具有良好的生物相容性，可有效促进细胞的生长和增殖，实现细胞2D到3D培养的全覆盖，制备方法成本低，工艺简单，该聚合物载体作为培养细胞基材具有很好的应用前景。

Description

用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体及其制备方法 和应用
技术领域
本发明属于细胞培养的生物材料技术领域，具体涉及用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体及其制备方法和应用。
背景技术
干细胞治疗在医疗领域具有巨大的应用前景，但目前的细胞扩增技术难以满足干细胞大量的使用需求。培养细胞的基材表面的亲疏水性和形貌会影响细胞内的机械转导和细胞内力的产生，进而影响基因的表达、细胞的生长、迁移和增殖。因此，选择合适的材料和形貌来促进细胞的生长是目前研究的重点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种机械性能稳定、生物相容性好，有助于细胞生长和提高细胞培养效率的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体及其制备方法和应用。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
一种用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚合物原料加入到良溶剂中搅拌溶解，得到聚合物溶液，所述聚合物原料为聚醚砜、聚砜、聚醚醚酮和聚醚酮酮中的一种或几种，聚合物溶液的质量分数为12wt％～30wt％，所述良溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮和浓硫酸中的一种或几种；
(2)将步骤(1)所得聚合物溶液通过静电喷球工艺滴入不良溶剂中，所述不良溶剂包括酒精，经相分离后，得到聚合物微球，作为用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体。
上述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，优选的，所述静电喷球工艺的条件为：正电压控制在2kV～20kV，负电压为0，推注速度为1mm/min～10mm/min，针头与液面的垂直距离为20cm～60cm、针头与液面(或液滴入射液面点)的水平距离为15cm～40cm，针头选用22G～30G的90°点胶针头，得到的聚合物微球直径为0.2mm～2mm。
上述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，优选的，所述酒精的体积百分含量为45％～80％。
上述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，优选的，在搅拌不良溶剂的条件下滴入聚合物溶液，搅拌速度为100rpm～400rpm。
上述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，优选的，所述相分离后，还包括去除溶剂、灭菌和清洗操作。
上述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，优选的，所述聚合物微球的直径为0.2mm～2mm，所述聚合物微球的表面均匀分布有孔径为1nm～1000nm的小孔。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚合物原料加入到良溶剂中搅拌溶解，得到聚合物溶液，所述聚合物原料为聚醚砜、聚砜、聚醚醚酮和聚醚酮酮中的一种或几种，聚合物溶液的质量分数为12wt％～30wt％，所述良溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮和浓硫酸中的一种或多种；
(2)将步骤(1)所得聚合物溶液手动滴入在搅拌状态下的不良溶剂中，所述不良溶剂包括水、乙醇和甲醇中的一种或多种，经相分离后，得到聚合物微球，作为用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体。
上述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，优选的，手动滴入速度为30滴/min～80滴/min，手动滴入采用注射器进行实施，注射器的针头选用直径为0.4mm～2.5mm的普通注射针头，针头与液面的垂直距离为20cm～60cm，不良溶剂的搅拌速度为100rpm～400rpm。
上述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，优选的，所述相分离后，还包括去除溶剂、灭菌和清洗操作。
上述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，优选的，所述聚合物微球的直径为1mm～3mm，所述聚合物微球的表面均匀分布有孔径为1nm～1000nm的小孔。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚合物原料加入到良溶剂中搅拌溶解，得到聚合物溶液，所述聚合物原料为聚醚砜、聚砜、聚醚醚酮和聚醚酮酮中的一种或几种，聚合物溶液的质量分数为12wt％～30wt％，所述良溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮和浓硫酸中的一种或多种；
(2)将步骤(1)所得聚合物溶液通过旋涂涂覆在玻璃板上，再放入不良溶剂中，所述不良溶剂包括水、乙醇和甲醇中的一种或多种，经相分离后，得到聚合物膜，作为用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体。
上述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，优选的，所述聚合物膜的厚度为1μm～2000μm，所述聚合物膜的表面均匀分布有孔径为1nm～1000nm的小孔。
上述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，优选的，所述相分离后，还包括去除溶剂、灭菌和清洗操作。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法制备得到的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体在细胞培养中的应用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明制备的聚合物载体膜或微球表面均匀分布有相分离产生的纳米孔，相比于无孔、复合纳米/微米孔、微米孔结构，本发明制备的聚合物载体上的纳米孔结构，有利于促进细胞的黏附、增强细胞内力，刺激细胞生长。同时，通过相分离将纳米孔结构应用到聚合物3D微球上，从聚合物膜到微球的转变实现细胞培养从二维(2D)到三维(3D)的全覆盖，提高比表面积，实现细胞三维培养，促进细胞扩增效率。
(2)本发明提出了一种利用相分离方法来制备具有纳米孔结构的聚合物膜或微球，并通过试验研究证明其中的纳米孔结构可有效促进细胞生长，聚合物膜和微球可作为细胞培养的良好载体。本发明通过相分离方法制备的3D培养细胞的聚合物微球表面呈纳米孔均匀分布，并且机械性能稳定，硬度大，生物相容性好，有助于细胞生长和提高培养细胞的效率。制备方法原理：先将聚合物溶解于其良溶剂中得到均一溶液，再将其通过本发明的方法使其在不良溶剂中发生相分离，实现载体的制备。
(3)本发明的制备方法中，对聚合物溶液的浓度也有要求，若浓度过低，会使微球形状不规整，浓度过高，微球表面太过致密，无法形成纳米孔结构。而控制静电喷球或手动滴球的滴加速度是成球的重要因素，若速度过快，可能造成微球融合。
(4)本发明的制备方法成本低，工艺简单易实现；所选用的聚醚砜、聚砜、聚醚醚酮或聚醚酮酮具有良好的生物相容性和机械性能，良好的亲水性和纳米孔结构的膜和微球载体利于细胞黏附，作为培养细胞基材具有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1用于细胞培养的具有纳米孔结构聚醚砜膜的制备方法流程示意图。
图2为本发明实施例2和实施例3用于细胞培养的具有纳米孔结构聚醚砜微球的制备方法流程示意图。
图3为本发明实施例4用于细胞培养的具有纳米孔结构聚醚砜膜微球的制备方法工艺流程示意图。
图4为本发明考察试验1制备的无孔聚醚砜膜，实施例1制备的纳米聚醚砜膜，对比例1的复合纳米/微米聚醚砜膜，对比例2的微米孔结构聚醚砜膜的扫描电子显微镜图。
图5为本发明实施例1制备的纳米孔结构聚醚砜膜的扫描电子显微镜放大图。
图6为本发明考察试验1所提供的等离子体处理的聚苯乙烯(TCPS)、聚醚砜(PES)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)水接触角图。
图7为本发明考察试验1所提供的TCPS、PES、PP、PS、PDMS膜上培养人的脂肪干细胞(hASC)3h荧光显微镜图。
图8为本发明考察试验1所提供的TCPS、PES、PP、PS、PDMS膜上培养人的脂肪干细胞(hASC)3h细胞面积统计图。
图9为本发明考察试验1制备的无孔聚醚砜膜，实施例1制备的纳米聚醚砜膜，对比例1的复合纳米/微米聚醚砜膜，对比例2的微米孔结构聚醚砜膜上培养人的脂肪干细胞(hASC)24h后肌动蛋白(F-actin)和细胞核(1)、桩蛋白(Paxillin)(2)、肌球蛋白(pMyosinIia)(3)、黏着斑蛋白(pFAK)(4)、核纤层蛋白(Lamin A/C)(5)荧光显微镜图，图中第二行和第三行均是桩蛋白(Paxillin)的荧光显微镜图，第二行是第三行中正方形部分的放大图。
图10为本发明考察试验1制备的无孔聚醚砜膜，实施例1制备的纳米聚醚砜膜，对比例1的复合纳米/微米聚醚砜膜，对比例2的微米孔结构聚醚砜膜上培养人的脂肪干细胞(hASC)24h后细胞面积(1)、Paxillin长度(2)、pMyosin IIa(3)、pFAK(4)、Lamin A/C(5)荧光强度统计图。
图11为本发明实施例2制备的直径为500μm聚醚砜微球及表面纳米孔结构的扫描电子显微镜图。
图12为本发明实施例3制备的直径为1mm聚醚砜微球及表面纳米孔结构的扫描电子显微镜图。
图13为本发明实施例4制备的直径为2mm聚醚砜微球及表面纳米孔结构的扫描电子显微镜图。
图14为在实施例2制备的500μm聚醚砜微球上培养人的脂肪干细胞(hASC)35d的肌动蛋白(F-actin)激光共聚焦显微镜图。
图15为在实施例3制备的1mm聚醚砜微球上培养人的脂肪干细胞(hASC)35d的肌动蛋白(F-actin)激光共聚焦显微镜图。
图16为在实施例4制备的2mm聚醚砜微球上培养人的脂肪干细胞(hASC)35d的肌动蛋白(F-actin)激光共聚焦显微镜图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
实施例1：
一种本发明的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，采用聚醚砜为原料制备聚醚砜膜，如图1所示，具体步骤包括：
(1)称量12g聚醚砜加入到88g良溶剂DMAC(N,N-二甲基乙酰胺)中，搅拌溶解后，静置过夜，排除气泡得到质量百分含量为12％的聚醚砜溶液。
(2)将所得聚醚砜溶液通过旋涂涂覆在玻璃板上，将涂有聚醚砜溶液的玻璃板放入去离子水中，发生相分离，得到聚醚砜膜，该聚醚砜膜与水接触的一面呈纳米孔结构，如图4(2)和其放大图图5所示，该聚醚砜膜与玻璃板接触的一面呈复合纳米/微米孔结构。
(3)将所得聚醚砜膜用热水洗涤去除溶剂后，采用体积百分含量为75％酒精灭菌，无菌PBS清洗10次后，即得具有纳米孔结构的聚醚砜膜。
按照本实施例制备方法制得的聚醚砜膜可用作2D培养细胞的载体。
考察试验1：关于本实施例的聚合物原料选择的考察试验，具体步骤包括：
(1)称量12g聚醚砜加入到88g良溶剂DMAC(N,N-二甲基乙酰胺)中，搅拌溶解后，静置过夜，排除气泡得到质量百分含量为12％的聚醚砜溶液。
(2)将所得聚醚砜溶液通过旋涂涂覆在玻璃板上，放入真空箱中使溶剂蒸发发生相分离，得到无孔聚醚砜膜，如图4中(1)无孔聚醚砜膜所示。
(3)在市面购买无孔的等离子处理过的聚苯乙烯膜(TCPS)、聚丙烯膜(PP)、聚苯乙烯膜(PS)和聚二甲基硅氧烷膜(PDMS)，在相同试验条件下测试以上的膜材料和步骤(2)得到的无孔聚醚砜膜的水接触角，以TCPS为参照基准，如图6所示，通过比较各个膜材料的水接触角，说明聚醚砜膜(PES)有较好的亲水性，利于蛋白的吸附。
(4)将上述的膜材料采用体积百分含量为75％的酒精灭菌，无菌PBS清洗10次后，进行细胞培养。采用相同试验条件在TCPS、PES、PP、PS、PDMS膜上培养人的脂肪干细胞(hASC)3h，并采用荧光显微镜观察，细胞在上述膜材料上铺展3h的情况，如图7所示，并分别对上述膜材料上铺展的细胞面积进行统计，如图8所示，从图7和图8可知，以TCPS为基准，细胞在PES膜上初期铺展较好，按照本考察试验所用的聚醚砜为原料，可制备较好的培养细胞的载体，因为聚醚砜良好的亲水性有利于促进细胞的黏附与生长，TCPS虽然有较好的亲水性，但是其不能成球或成球性不好。
考察试验2：关于本实施例的形貌优化试验
采用四种结构，无孔、纳米孔、复合纳米/微米孔和微米孔聚合物膜进行相同条件的细胞培养，如图9和图10所示，通过荧光显微镜观察可知，细胞在纳米孔膜上黏附面积更大，细胞内力更大，因此，纳米孔结构刺激细胞生长。纳米孔区域促进整合素激活、增强细胞黏附，微米孔限制细胞骨架组装和细胞内力产生。
对比例1：
一种具有复合纳米/微米孔结构的聚醚砜膜，采用聚醚砜为原料制备，表面形貌如图4(3)所示。
对比例2：
一种具有微米孔结构的聚醚砜膜，采用聚醚砜为原料制备，表面形貌如图4(4)所示。
实施例2：
一种本发明的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，采用聚醚砜为原料制备聚合物微球，如图2所示，具体步骤包括：
(1)称量12g聚醚砜加入到88g良溶剂DMAC(N,N-二甲基乙酰胺)中，搅拌溶解后，静置过夜，排除气泡得到质量百分含量为12％的聚醚砜溶液。
(2)将所得聚醚砜溶液加入注射器中，使用90°针头，控制正电压9kV，负电压0，推注速度4mm/min，将溶液边搅拌边滴入体积百分含量为75％酒精中，搅拌速度为200rpm，针头与液面垂直距离为40cm、水平距离为25cm，针头选用25G的90°点胶针头，发生相分离，得到聚醚砜微球，直径500μm。
(3)将所得微球用热水洗涤去除溶剂后，采用入体积百分含量为75％酒精灭菌，无菌PBS清洗10次后，即得具有纳米孔结构的聚醚砜微球，如图11所示，微球表面均匀分布纳米孔。
按照本实施例制备得到的聚合物微球可用作3D培养细胞的载体，表面纳米孔结构刺激细胞生长，同时3D微球增加材料比表面积，提高细胞扩增效率
进行细胞培养，通过激光共聚焦显微镜观察细胞在微球表面分布且生长良好，如图14所示。
实施例3：
一种用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，采用聚醚砜为原料制备聚合物微球，如图2所示，具体步骤包括：
(1)称量12g聚醚砜加入到88g良溶剂DMAC(N,N-二甲基乙酰胺)中，搅拌溶解后，静置过夜，排除气泡得到质量百分含量为12％的聚醚砜溶液。
(2)将所得聚醚砜溶液加入注射器中，使用90°针头，控制正电压6kV，负电压0，推注速度2mm/min，将溶液边搅拌边滴入体积百分含量为75％酒精中，搅拌速度为200rpm，针头与液面垂直距离为40cm、水平距离为25cm，针头选用25G的90°点胶针头，发生相分离，得到聚醚砜微球，直径1mm。
(3)将所得微球用热水洗涤去除溶剂后，采用体积百分含量为75％酒精灭菌，无菌PBS清洗10次后，即得具有纳米孔结构的聚合物微球，如图12所示，微球表面均匀分布纳米孔。
按照本实施例制备得到的聚合物微球可用作3D培养细胞的载体，表面纳米孔结构刺激细胞生长，同时3D微球增加材料比表面积，提高细胞扩增效率
进行细胞培养，通过激光共聚焦显微镜观察细胞在微球表面分布且生长良好，如图15所示。
实施例4：
一种本发明的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，采用聚醚砜为原料制备聚合物微球，如图3所示，包括以下步骤：
(1)称量12g聚醚砜加入到88g良溶剂DMAC(N,N-二甲基乙酰胺)中，搅拌溶解后，静置过夜，排除气泡得到质量百分含量为12％的聚醚砜溶液。
(2)将所得聚醚砜溶液加入注射器中，使用直径为0.4mm普通针头，边搅拌边滴入去离子水中，搅拌速度为400rpm，手动滴入速度为60滴/min，针头与液面垂直距离为50cm，发生相分离，得到聚醚砜微球，直径2mm。
(3)将所得微球用热水洗涤去除溶剂后，采用体积百分含量为75％酒精灭菌，无菌PBS清洗10次后，即得具有纳米孔结构的聚合物微球，如图13所示，微球表面均匀分布纳米孔。
按照本实施例制备得到的聚合物微球可用作3D培养细胞的载体，表面纳米孔结构刺激细胞生长，同时3D微球增加材料比表面积，提高细胞扩增效率。此方法相比于实施例3更加简单易操作。
进行细胞培养，通过激光共聚焦显微镜观察细胞在微球表面分布且生长良好，如图16所示。
本发明制备的聚合物膜或聚合物微球可用作细胞扩增或细胞外基质提取载体，细胞或细胞外基质提取的步骤包括对载有细胞的聚醚砜微球进行培养，使细胞增殖并分泌细胞外基质，然后加入良溶剂溶解载有细胞的聚醚砜微球并过滤，实现细胞或细胞外基质(ECM)的提取。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚合物原料加入到良溶剂中搅拌溶解，得到聚合物溶液，所述聚合物原料为聚醚砜、聚砜、聚醚醚酮和聚醚酮酮中的一种或几种，聚合物溶液的质量分数为12wt％～30wt％，所述良溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮和浓硫酸中的一种或几种；
(2)将步骤(1)所得聚合物溶液通过静电喷球工艺滴入不良溶剂中，所述不良溶剂包括酒精，经相分离后，得到聚合物微球，作为用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体。
2.根据权利要求1所述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，其特征在于，所述静电喷球工艺的条件为：正电压控制在2kV～20kV，负电压为0，推注速度为1mm/min～10mm/min，针头与液面的垂直距离为20cm～60cm、针头与液面的水平距离为15cm～40cm，针头选用22G～30G的90°点胶针头，得到的聚合物微球直径为0.2mm～2mm；所述酒精的体积百分含量为45％～80％；在搅拌不良溶剂的条件下滴入聚合物溶液，搅拌速度为100rpm～400rpm；所述相分离后，还包括去除溶剂、灭菌和清洗操作。
3.根据权利要求1或2所述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，其特征在于，所述聚合物微球的直径为0.2mm～2mm，所述聚合物微球的表面均匀分布有孔径为1nm～1000nm的小孔。
4.一种用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚合物原料加入到良溶剂中搅拌溶解，得到聚合物溶液，所述聚合物原料为聚醚砜、聚砜、聚醚醚酮和聚醚酮酮中的一种或几种，聚合物溶液的质量分数为12wt％～30wt％，所述良溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮和浓硫酸中的一种或多种；
(2)将步骤(1)所得聚合物溶液手动滴入在搅拌状态下的不良溶剂中，所述不良溶剂包括水、乙醇和甲醇中的一种或多种，经相分离后，得到聚合物微球，作为用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体。
5.根据权利要求4所述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，其特征在于，手动滴入速度为30滴/min～80滴/min，手动滴入采用注射器进行实施，注射器的针头选用直径为0.4mm～2.5mm的普通注射针头，针头与液面的垂直距离为20cm～60cm，不良溶剂的搅拌速度为100rpm～400rpm；所述相分离后，还包括去除溶剂、灭菌和清洗操作。
6.根据权利要求4或5所述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，其特征在于，所述聚合物微球的直径为1mm～3mm，所述聚合物微球的表面均匀分布有孔径为1nm～1000nm的小孔。
7.一种用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚合物原料加入到良溶剂中搅拌溶解，得到聚合物溶液，所述聚合物原料为聚醚砜、聚砜、聚醚醚酮和聚醚酮酮中的一种或几种，聚合物溶液的质量分数为12wt％～30wt％，所述良溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮和浓硫酸中的一种或多种；
(2)将步骤(1)所得聚合物溶液通过旋涂涂覆在玻璃板上，再放入不良溶剂中，所述不良溶剂包括水、乙醇和甲醇中的一种或多种，经相分离后，得到聚合物膜，作为用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体。
8.根据权利要求7所述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法，其特征在于，所述聚合物膜的厚度为1μm～2000μm，所述聚合物膜的表面均匀分布有孔径为1nm～1000nm的小孔；所述相分离后，还包括去除溶剂、灭菌和清洗操作。
9.一种如权利要求1～8中任一项所述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体的制备方法制备得到的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体。
10.一种如权利要求9所述的用于细胞培养的具有纳米孔结构的聚合物载体在细胞培养中的应用。
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Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63141607A (ja) * 1986-12-02 1988-06-14 Fuji Photo Film Co Ltd 微孔性膜
CN1542053A (zh) * 2003-11-05 2004-11-03 四川大学 聚砜多孔微球和膜及其制备方法和用途
CN1556202A (zh) * 2003-12-31 2004-12-22 中国人民解放军军事医学科学院生物工 一种动物细胞培养用多孔微载体、其制备方法及专用锐孔喷射器
CN1683061A (zh) * 2005-03-08 2005-10-19 中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所 纳米抗菌材料－聚砜复合微孔滤膜及其制备方法
CN101234304A (zh) * 2007-02-02 2008-08-06 中国科学院化学研究所 一种聚醚醚酮多孔膜及其制备方法
CN101735613A (zh) * 2009-12-08 2010-06-16 四川大学 一种聚合物多孔纳米微球及其制备方法
CN103682211A (zh) * 2012-09-06 2014-03-26 中国科学院大连化学物理研究所 一种多孔隔膜在液流储能电池中的应用
CN105013336A (zh) * 2015-06-30 2015-11-04 天津大学 一种纳米银/聚多巴胺复合膜的制备方法
CN105924657A (zh) * 2016-06-03 2016-09-07 广东工业大学 一种多孔结构静电喷雾纳米微球的制备方法
CN107824060A (zh) * 2017-10-25 2018-03-23 天津大学 一种多面体低聚倍半硅氧烷复合纳滤膜制备方法
CN109012183A (zh) * 2018-07-09 2018-12-18 天津大学 一种植酸组装的超薄抗污染复合纳滤膜的制备方法
CN109496232A (zh) * 2016-07-25 2019-03-19 宇部兴产株式会社 细胞的制备方法、细胞培养装置和试剂盒
CN111704739A (zh) * 2020-06-22 2020-09-25 苏州大学 一种用于三维细胞培养的多孔微球颗粒及其制备方法
CN112742215A (zh) * 2020-12-25 2021-05-04 恩泰环保科技（常州）有限公司 一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜及其制备方法
CN113117539A (zh) * 2021-03-09 2021-07-16 恩泰环保科技（常州）有限公司 一种基于改性聚烯烃基材的反渗透膜及其制备方法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63141607A (ja) * 1986-12-02 1988-06-14 Fuji Photo Film Co Ltd 微孔性膜
CN1542053A (zh) * 2003-11-05 2004-11-03 四川大学 聚砜多孔微球和膜及其制备方法和用途
CN1556202A (zh) * 2003-12-31 2004-12-22 中国人民解放军军事医学科学院生物工 一种动物细胞培养用多孔微载体、其制备方法及专用锐孔喷射器
CN1683061A (zh) * 2005-03-08 2005-10-19 中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所 纳米抗菌材料－聚砜复合微孔滤膜及其制备方法
CN101234304A (zh) * 2007-02-02 2008-08-06 中国科学院化学研究所 一种聚醚醚酮多孔膜及其制备方法
CN101735613A (zh) * 2009-12-08 2010-06-16 四川大学 一种聚合物多孔纳米微球及其制备方法
CN103682211A (zh) * 2012-09-06 2014-03-26 中国科学院大连化学物理研究所 一种多孔隔膜在液流储能电池中的应用
CN105013336A (zh) * 2015-06-30 2015-11-04 天津大学 一种纳米银/聚多巴胺复合膜的制备方法
CN105924657A (zh) * 2016-06-03 2016-09-07 广东工业大学 一种多孔结构静电喷雾纳米微球的制备方法
CN109496232A (zh) * 2016-07-25 2019-03-19 宇部兴产株式会社 细胞的制备方法、细胞培养装置和试剂盒
CN107824060A (zh) * 2017-10-25 2018-03-23 天津大学 一种多面体低聚倍半硅氧烷复合纳滤膜制备方法
CN109012183A (zh) * 2018-07-09 2018-12-18 天津大学 一种植酸组装的超薄抗污染复合纳滤膜的制备方法
CN111704739A (zh) * 2020-06-22 2020-09-25 苏州大学 一种用于三维细胞培养的多孔微球颗粒及其制备方法
CN112742215A (zh) * 2020-12-25 2021-05-04 恩泰环保科技（常州）有限公司 一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜及其制备方法
CN113117539A (zh) * 2021-03-09 2021-07-16 恩泰环保科技（常州）有限公司 一种基于改性聚烯烃基材的反渗透膜及其制备方法

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