专利名称：基于i型胶原凝胶的细胞微球制备与成丝的方法在组织工程和再生医学的临床应用中，需要大量的种子细胞，并且需要将这些种子细胞接种到特定的生物材料上进行塑形，由于传统的方法是通过传代进行细胞的大规模扩增，手工收获的种子细胞也是通过手工接种与生物材料进行复合，操作简单繁琐、容易污染、细胞接种不均勻，无法满足组织工程产业化的要求。目前对种子细胞的扩增通常的方法仍是采用培养皿、培养瓶或者多层细胞培养装置进行手工培养，种子细胞的搜集与接种仍是通过离心手工完成，无法满足组织工程构建形态复杂的组织的需求。
本发明的目的之一是提供一种采用I型胶原凝胶颗粒为载体，将培养液流动形成动态托举硫化层，悬浮培养扩增细胞微球的方法，达到大量扩增组织工程种子细胞的目的； 目的之二是提供一种将细胞微球包被I型胶原凝胶制备细胞微球活性丝线的方法，能够获得基于I型胶原凝胶的细胞微球活性单丝，能对细胞微球进行位置控制。本发明解决技术问题所采取的技术方案为基于I型胶原凝胶的细胞微球制备与成丝的方法包括以下步骤 1、将细胞与2-20ml含50%-80%1型胶原凝胶颗粒的培养液通过材料入口注入锥形细胞微球培养室，将培养液经培养液入口注入，培养液经过培养液流入管流经层流发生板，在锥形细胞微球培养室内形成流化床层流托举层，调节培养液流量的大小，控制培养液流托举层的形状与强弱，使得细胞与I型胶原凝胶颗粒悬浮在托举层上进行粘附培养，在培养过程中，定期通过材料入口将I型胶原凝胶颗粒注入锥形细胞微球培养室，促进细胞与I型胶原凝胶颗粒的粘附与培养；在培养过程中，培养液形成稳定托举层后将通过锥形细胞微球培养室的边缘流出，经过培养液流出管和培养液出口流出，形成一个循环的回路，保证了培养液形成的流化床托举层的稳定。2、当细胞与I型胶原凝胶颗粒悬浮在托举层上粘附培养时，细胞数量不断增加， 为此，在培养过程中，定期通过材料入口将I型胶原凝胶颗粒注入锥形细胞微球培养室，使得细胞与I型胶原凝胶颗粒在流化托举层相互接触粘附，形成更多新的细胞微球，新的细胞在I型胶原凝胶颗粒上不断扩增形成细胞基质含量丰富的细胞微球，这样循环往复的培养，使得细胞不断扩增，细胞微球的数量也不断增多；这样连续培养6-20天，达到一定的细胞数量，结束细胞微球的制备。3、当细胞微球制备完成后，停止培养液注入锥形细胞微球培养室，开启电机旋转， 电机转轴通过传动轴带动细胞微球扩增培养装置旋转，使得锥形细胞微球培养室内的培养液产生动旋流运动，将细胞微球聚集在培养液的中心表面位置，采用吸管沿材料入口伸入锥形细胞微球培养室即可将细胞微球取出。4、将培养好的细胞微球经细胞微球入口注入，同时，将I型胶原凝胶溶液通过右蠕动泵和左蠕动泵注入，并经过I型胶原-培养液右入口和I型胶原-培养液左入口流入位于细胞微球成丝平台上的混合容器，形成螺旋向下的流动，并与细胞微球会合流入细胞微球-I型胶原成丝管，由于形成了下螺旋运动，能够将细胞微球固定在细胞微球-I型胶原成丝管的中央位置并均勻向下运动进入37 °C洁净空气定型室。5、将37°C恒温洁净空气经过37°C恒温洁净空气右入口和37°C恒温洁净空气左入口流入位于支承杆内的37°C洁净空气定型室，最后，通过37°C恒温洁净空气出口竖直向下流出，对整个细胞微球-I型胶原成丝管进行保温的作用，使得I型胶原包被的细胞微球活性丝线定型流出。6、流出的细胞微球活性丝线进入位于底座上并装满培养液的细胞微球丝线收集容器，获得了具有细胞微球活性的丝线。本发明的有益效果改变了传统的细胞扩增的传代模式，采用培养液流动形成流化床托举层悬浮培养扩增细胞微球，增加了细胞外基质的含量，制备的I型胶原包被的细胞微球活性丝线克服了细胞悬液在细胞接种和细胞治疗中无法控制细胞位置的状态，为精确构建复杂组织和器官提供了大量的不同种类的细胞微球丝线。图1是本发明关于细胞微球扩增制备与收集装置结构图； 图2是本发明关于细胞微球成丝装置结构图。

4右入口 23、I型胶原-培养液左入口 32、细胞微球成丝平台24、支承杆沈、细胞微球-I型胶原成丝管27、细胞微球入口 30、混合容器31、右蠕动泵21、左蠕动泵四等部件构成。将 I型胶原凝胶溶液形成下螺旋流动，对细胞微球进行中心定位。细胞微球丝线定型机构包括37°C恒温洁净空气右入口 25、37°C恒温洁净空气左入口 34、支承杆沈、细胞微球-I型胶原成丝管27、37°C洁净空气定型室33、37°C恒温洁净空气出口 35等部件组成。形成基于I型胶原凝胶包被的细胞微球活性丝线。细胞微球丝线收集机构包括底座观、细胞微球-I型胶原成丝管27、细胞微球丝线收集容器36等部件组成。 结合上述装置对本发明方法作进一步说明。基于I型胶原凝胶的细胞微球制备与成丝的方法包括以下步骤
1、将细胞与2-20ml含50%-80%1型胶原凝胶颗粒的培养液通过材料入口注入锥形细胞微球培养室，将培养液经培养液入口注入，培养液经过培养液流入管流经层流发生板，在锥形细胞微球培养室内形成流化床层流托举层，调节培养液流量的大小，控制培养液流托举层的形状与强弱，使得细胞与I型胶原凝胶颗粒悬浮在托举层上进行粘附培养，在培养过程中，定期通过材料入口将I型胶原凝胶颗粒注入锥形细胞微球培养室，促进细胞与I型胶原凝胶颗粒的粘附与培养；在培养过程中，培养液形成稳定托举层后将通过锥形细胞微球培养室的边缘流出，经过培养液流出管和培养液出口流出，形成一个循环的回路，保证了培养液形成的流化床托举层的稳定。2、当细胞与I型胶原凝胶颗粒悬浮在托举层上粘附培养时，细胞数量不断增加， 为此，在培养过程中，定期通过材料入口将I型胶原凝胶颗粒注入锥形细胞微球培养室，使得细胞与I型胶原凝胶颗粒在流化托举层相互接触粘附，形成更多新的细胞微球，新的细胞在I型胶原凝胶颗粒上不断扩增形成细胞基质含量丰富的细胞微球，这样循环往复的培养，使得细胞不断扩增，细胞微球的数量也不断增多；这样连续培养6-20天，达到一定的细胞数量，结束细胞微球的制备。3、当细胞微球制备完成后，停止培养液注入锥形细胞微球培养室，开启电机旋转， 电机转轴通过传动轴带动细胞微球扩增培养装置旋转，使得锥形细胞微球培养室内的培养液产生动旋流运动，将细胞微球聚集在培养液的中心表面位置，采用吸管沿材料入口伸入锥形细胞微球培养室即可将细胞微球取出。4、将培养好的细胞微球经细胞微球入口注入，同时，将I型胶原凝胶溶液通过右蠕动泵和左蠕动泵注入，并经过I型胶原-培养液右入口和I型胶原-培养液左入口流入位于细胞微球成丝平台上的混合容器，形成螺旋向下的流动，并与细胞微球会合流入细胞微球-I型胶原成丝管，由于形成了下螺旋运动，能够将细胞微球固定在细胞微球-I型胶原成丝管的中央位置并均勻向下运动进入37°c洁净空气定型室。5、将37°C恒温洁净空气经过37°C恒温洁净空气右入口和37°C恒温洁净空气左入口流入位于支承杆内的37°C洁净空气定型室，最后，通过37°C恒温洁净空气出口竖直向下流出，对整个细胞微球-I型胶原成丝管进行保温的作用，使得I型胶原包被的细胞微球活性丝线定型流出。6、流出的细胞微球活性丝线进入位于底座上并装满培养液的细胞微球丝线收集容器，获得了具有细胞微球活性的丝线。


本发明涉及一种基于I型胶原凝胶的细胞微球制备与成丝的方法。目前对种子细胞的扩增通常的方法仍是采用培养皿、培养瓶或者多层细胞培养装置进行手工培养，种子细胞的搜集与接种仍是通过离心手工完成，无法满足组织工程构建形态复杂的组织的需求。本发明改变了传统的细胞扩增的传代模式，采用培养液流动形成流化床托举层悬浮培养扩增细胞微球，增加了细胞外基质的含量，制备的I型胶原包被的细胞微球活性丝线克服了细胞悬液在细胞接种和细胞治疗中无法控制细胞位置的状态，为精确构建复杂组织和器官提供了大量的不同种类的细胞微球丝线。