专利示意图
一、技术领域
生物医学材料技术领域
二、专利介绍
1.专利信息
专利类型：发明
专利权人：清华大学深圳国际研究生院
申请号：2023106924657
发明人：吴耀炯、李小松、安子炫、卢瑞卿
2.专利说明书摘要
本发明公开了一种多孔胶原蛋白三维细胞微载体的制备方法与应用，所述制备方法具体包括：首先将胶原蛋白、可降解生物大分子和弱酸溶液混合，得到水相原液；然后将有机溶剂、非离子型表面活化剂和交联剂混合，得到油相原液；最后以水相原液为制备原料，以油相原液为收集液进行喷雾造粒，得到微球颗粒，经清洗、冷冻干燥后即可，其中水相原液的电导率为200~3000uS/cm、粘度为1000~10000cP。采用本发明方法制得的三维细胞微载体粒径均匀，介于200~1200μm之间，孔隙率介于30~90%之间，表面孔隙介于20~80μm之间，且具有优异的机械强度，可广泛应用于细胞培养、医美填充与体内局部注射等。
3.创新点
基于上述问题，本工艺生产的多孔胶原蛋白三维细胞微载体具有强大的多功能性，同一种微载体可支持细胞培养、医美填充与体内局部注射等多种用途；可用对细胞温和的酶在短时间内降解，实现细胞的高回收率和高活率；具有较高的机械强度，可在体外培养过程和体内给药后良好的保护负载细胞，体内可较长时间维持主体结构；本工艺基于静电喷雾技术和乳化法的结合，工艺参数灵活，多项工艺具有通用性，只需要调节简单的参数就可以生产不同规格的微载体，产量具有极高的放大潜能，工艺放大简单，成本可得到有效的控制。
4.痛点问题
随着细胞生物学与生物材料学的发展，微载体的重要性正被逐渐重视，并被用作干细胞的规模化培养、医美填充物和局部注射治疗疾病等用途，但目前市面上的微载体存在诸多不足，无法满足主要市场对微载体的功能需求，这些短板主要包括：
（1）微载体功能较为单一，比如只能用于细胞培养，不能满足局部注射需求；
（2）收获方式复杂，多数微载体本身无法降解，需要通过胰酶消化后过滤的方式收集细胞，造成细胞的高丢失率和低活率；
（3）微载体机械强度差，注射入体内后降解速度过快，无法进行组织长期填充或为干细胞提供稳定的支撑与保护；
（4）微载体产量较低，工艺灵活性差，放大生产难度大，导致产品价格相对高昂。
5.技术优势
（1）本发明首次将静电喷雾与乳化法联用，采用了静电喷雾均匀制粒与乳化法快速交联的优点，解决了传统乳化法无法制备均匀微球的技术难点，提供了第一种可稳定制备均匀大小胶原微球的工艺；
（2）本发明首次提出适配静电喷雾法的原料关键参数，比如电导率和粘度，以及提出影响该参数的关键因素，如醋酸浓度/原料浓度和种类；
（3）本发明可制备出球形度高的微球，解决了传统乳化法只能制备圆饼的问题，进一步提高了微球的应用场景；
（4）本发明有效提高了微球的机械强度，负载细胞后可在动物体内可有效保留21天以上；
（5）本发明适合细胞培养，可有效促进细胞贴附和细胞增殖，3h细胞贴附率>90%，3d细胞增殖率>10倍，各项指标均高于或等同于市面上畅销产品华龛微载体；
（6）本发明工艺简单，可重复性极强，工艺灵活性强，仅需要通过调节制备参数即可获得不同粒径大小的均匀球形微载体，具有极大的工业化应用前景。
三、产业化信息
1.应用场景
（1）细胞微载体；
（2）负载细胞做组织工程材料；
（3）面部疤痕填充；
（4）不规则伤口填充。
2.商业价值
（1）细胞治疗行业，本微载体可有效促进细胞的贴附与增殖，在对细胞活力影响较小的酶作用下可完全降解，适合搭配生物反应器进行细胞的逐级扩增，使整个工艺更加的自动化与标准化；
（2）医疗行业，微载体负载间充质干细胞/软骨细胞或其他体细胞进行局部注射，可实现细胞增殖与治疗平台一体化，微载体可支持细胞在体内完成较长时间的存留，促进细胞长时间分泌细胞因子或进行分化，从而用更小的细胞剂量完成更好的治疗效果；
（3）美容行业，微载体可单独或与干细胞结合用于医美领域，完成面部凹陷填充和疤痕修复。
3.发展规划
该技术可采用并联扩大，将产量从20万颗/h提升10倍到100倍以上，同时进一步优化工艺，完成各种应用场景的功能化模块设计。
4.合作方式
面议
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