三維支架的制備裝置及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三維支架的制備裝置及其制備方法，特別涉及一種用于組織工程或細胞培養(yǎng)的三維支架的制備裝置及其制備方法。
【背景技術】
[0002]細胞培養(yǎng)和組織工程是再生醫(yī)學中的關鍵技術，其是通過人為方式大量增殖，以提供足夠的細胞進行實驗分析，再仿真并提供組織細胞生長發(fā)育所需的條件，使經(jīng)由培養(yǎng)所得的細胞能生長分化成具有專一性質(zhì)的細胞或組織。
[0003]雖然運用再生醫(yī)學不僅可解決病患等待器官捐贈的不確定性，更可消除器官移植后免疫系統(tǒng)可能發(fā)生排斥的潛在疑慮。然而，其發(fā)展卻受限于少數(shù)技術，例如細胞培養(yǎng)及立體支架。
[0004]細胞培養(yǎng)技術中，為使經(jīng)由培養(yǎng)所得的細胞最終能生長成為符合理想功能及型態(tài)的組織或器官，支架(scaffold)的運用扮演了極為重要的角色。支架的功能是提供一個適宜細胞生長的立體框架結構，也就是一般所稱的三維支架，其具有大量的孔洞供應細胞附著或接種，再由此導引細胞朝依規(guī)劃的三維方向進行生長分化，產(chǎn)生擬似的再生組織或器官。
[0005]已知的支架制備技術主要利用將球體堆棧后，灌入膠體，等到膠體凝固后再將球體取出，留下與原本球體大小相同的孔洞，以供應細胞附著或接種。然而，已知的支架制備技術在拿取球體時過程，容易損壞球體周圍的支架。再者，拿取球體的制備步驟繁復，且制作成本相當高，所需要耗費的制備時間也相當久。
[0006]因此，如何提供一種三維支架的制備方法及制備裝置，能以簡易的方式及設備，SP可達到制備三維支架的目的，以簡化制備支架的繁復操作與制備時間是為當前重要的課題之一 O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的是提供一種三維支架之制備方法及制備裝置，能以簡易的方式及設備，即可達到制備三維支架之目的，以簡化制備支架的繁復操作與制備時間。
[0008]為達上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一種三維支架的制備裝置，包括氣泡產(chǎn)生器、氣泡混合信道、凝結溶液信道以及氣泡收集器。氣泡產(chǎn)生器包括氣體流道、膠體溶液流道及隔離體。膠體溶液流道環(huán)繞氣體流道。隔離體設置于氣體流道與膠體流道之間。氣泡混合通道與氣泡產(chǎn)生器的第一出口連接。凝結溶液信道與氣泡混合信道連接。氣泡收集器與氣泡混合通道的第二出口連接。
[0009]在本發(fā)明一個實施例中，凝結溶液信道設置于氣泡混合信道靠近氣泡產(chǎn)生器的一偵lJ,并與第一出口具有一距離。
[0010]在本發(fā)明一個實施例中，氣泡混合通道具有至少一彎折部。
[0011]在本發(fā)明一個實施例中，彎折部設置于氣泡混合信道與凝結溶液信道的連接處與第二出口之間。
[0012]在本發(fā)明一個實施例中，氣體流道與膠體溶液流道的一交界處鄰近第一出口。
[0013]在本發(fā)明一個實施例中，氣泡混合通道的孔徑介于ΙΟμπι至Imm之間。
[0014]在本發(fā)明一個實施例中，氣泡收集器具有一下板，下板具有多個凹槽，以容置該些氣泡。
[0015]在本發(fā)明一個實施例中，氣泡收集器具有一上板，上板與下板緊密連結且覆蓋該些凹槽。
[0016]為達上述目的，依據(jù)本發(fā)明之一種三維支架之制備方法，包括下列步驟:將一膠體溶液及一氣流經(jīng)由一氣泡產(chǎn)生器，形成多個氣泡；將該些氣泡通入一氣泡混合通道；加入一凝結溶液于氣泡混合通道，以進行一凝膠反應；以及打通至少部分該些氣泡，以形成一三維支架。
[0017]在本發(fā)明一個實施例中，膠體溶液包括第一材料和第二材料，第一材料與第二材料混合形成膠體溶液。
[0018]在本發(fā)明一個實施例中，第一材料與第二材料的其中之一包括單體分子，第一材料與第二材料的另外之一包括架橋分子。
[0019]在本發(fā)明一個實施例中,凝結溶液包括起始劑。
[0020]在本發(fā)明一個實施例中，凝結溶液還包括催化劑。
[0021]在本發(fā)明一個實施例中，其中進行凝膠反應的步驟包括在50°C?70°C的環(huán)境中進行凝膠反應。
[0022]在本發(fā)明一個實施例中，其中打通至少部分所述氣泡的步驟在低壓環(huán)境下將這些氣泡浸置于液體，以抽氣移除該些氣泡內(nèi)的氣體。
[0023]在本發(fā)明一個實施例中，其中制備方法還包括:將這些三維支架浸置于蛋白質(zhì)溶液中。
[0024]在本發(fā)明一個實施例中，蛋白質(zhì)溶液包括纖維連接蛋白。
[0025]在本發(fā)明一個實施例中，其中制備方法還包括:將這些三維支架浸置于交聯(lián)試劑中。
[0026]在本發(fā)明一個實施例中，其中制備方法還包括:以磷酸緩沖溶液、清水、等張溶液或等張培養(yǎng)液進行淋洗。
[0027]在本發(fā)明一個實施例中，氣泡產(chǎn)生器包括氣體流道、膠體溶液流道和隔離體，膠體溶液流道環(huán)繞氣體流道，且隔離體設置于氣體流道與膠體溶液流道之間，膠體溶液從膠體溶液流道流過，氣流從該氣體流道流過。
[0028]在本發(fā)明一個實施例中，氣泡混合通道分別與氣泡產(chǎn)生器的第一出口及凝結溶液通道連接，且凝結溶液通道設置于該氣泡混合通道靠近氣泡產(chǎn)生器的一側，并與第一出口具有一距離。
[0029]承上所述，依據(jù)本發(fā)明的一種三維支架的制備方法及制備裝置，僅需運用氣泡產(chǎn)生器將流過的膠體溶液與氣流形成多個氣泡，且膠體溶液的氣泡通過第一出口，并在氣泡混合通道中流動，流經(jīng)與凝結溶液通道的連接處時，始與凝結溶液接觸，使膠體溶液的氣泡與凝結溶液在氣泡混合通道中相互混合，并開始產(chǎn)生凝膠反應。而氣泡混合通道中的氣泡因凝膠反應而形成較為黏稠的氣泡后，再通過第二出口以進入氣泡收集器中進行氣泡的堆棧，并在氣泡收集器中完成凝膠反應，以固化形成一種三維的氣泡堆棧結構。接著，打通至少部分固化的氣泡，以形成三維支架。因此，本發(fā)明為一種簡易且快速的三維支架制備裝置及制備方法。
【附圖說明】
[0030]圖1為依據(jù)本發(fā)明一個實施例的三維支架之制備方法的示意圖。
[0031]圖2A為依據(jù)本發(fā)明一個實施例的三維支架的制備裝置的立體示意圖。
[0032]圖2B為圖2A所示的A-A線的剖面示意圖。
[0033]圖2C為圖2B所示的氣泡混合通道的部分示意圖。
[0034]圖3A為圖2B所示的氣泡混合信道的另一實施方式的示意圖。
[0035]圖3B為圖2B所示的氣泡混合信道的又一實施方式的示意圖。
[0036]圖4A為圖2A所示的氣泡收集器的示意圖。
[0037]圖4B為圖2A所示的氣泡收集器的另一實施方式的示意圖。
[0038]圖5為本發(fā)明另一實施例的三維支架的制備方法。
[0039][符號說明]
[0040]1:制備裝置
[0041]11:氣泡產(chǎn)生器
[0042]111:氣體流道
[0043]112:膠體溶液流道
[0044]113:隔離體
[0045]114:第一出口
[0046]12、12a、12b:氣泡混合通道
[0047]121、121a、121b:彎折部
[0048]122:第二出口
[0049]13:凝結溶液通道
[0050]14、14a:氣泡收集器
[0051]141、141a:下板
[0052]142、142a，:上板
[0053]2:氣流供應單元
[0054]3:膠體溶液供應單元
[0055]4:凝結溶液供應單元
[0056]A-A:剖面線
[0057]B:氣泡
[0058]C:凹槽