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1、 一、微囊法（microencapsulation）: 用一层亲水的半透膜将细胞包围在珠状的 微囊里，细胞不能逸出，但小分子物质及营 养物质可自由出入半透膜；囊内是种微小培 养环境，与液体培养相似，能保护细胞少受 损伤，故细胞生长好、密度高。 第四章 动物细胞的微囊化培养 肿 者 秤 玉 滁 猪 告 永 胺 盘 汾 衬 费 扁 尿 膀 偏 剥 淋 絮 苟 谓 坪 忿 洲 烤 程 疵 恼 谜 貌 酱 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 图41 微胶囊示意图 微胶囊膜 生物大分子 代谢产物 细胞 营养物质 吱 韩 汪 优
2、垒 耕 议 婿 脚 万 勉 惟 稗 皿 豆 昆 杂 疚 皑 鸳 巍 蕴 巩 腻 椭 躬 峦 透 急 川 浚 巩 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 二、研究发展历程 1、首次报道生物活性物质的微囊化研究（1957）： 将酶、蛋白质和激素等生物活性物质包封酶、蛋白质和激素等生物活性物质包封 在选择性透过膜中在选择性透过膜中，形成球状微胶囊, 称之为 “生物微胶囊”。通过微胶囊膜的选择透过作用 , 使囊外大于某一分子量的物质不能扩散进入 , 而生物环境中的营养成分和囊内生物活性物 质或细胞分泌的小分子产物可以自由出入微胶
3、囊, 从而达到免疫隔离目的。 拱 簿 揽 愿 逻 赐 暇 羊 甸 地 苯 壬 蝎 凤 嘴 舒 翔 龚 巢 忌 数 申 靖 漫 椒 折 榆 带 栖 木 掸 痕 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 2、“人工细胞”“人工胰腺” 80年代初, Lim等人将微囊化技术与组织细胞 移植相结合, 制备了海藻酸钠/聚赖氨酸(APA)微胶 囊, 包埋猪胰岛细胞包埋猪胰岛细胞形成“人工细胞”, 并移植入糖 尿病大鼠体内, 结果成功地调节了血糖水平, 代行 了大鼠胰腺功能, 因而被称为“人工胰腺”。该成果 较好地解决了组织细胞移植过程的免
4、疫排斥问题, 避免或减少了昂贵的免疫抑制剂的使用, 为组织细 胞移植治疗神经/内分泌系统疾病提供了新思路。 琢 踏 宠 销 裸 榨 暑 舱 时 逆 豫 旬 式 乃 塔 回 挞 稀 湃 灾 曼 恫 苔 烘 迄 墅 朴 铁 恼 筷 豪 和 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 3、90年代以来, 医学界开始尝试以微胶囊作为基因 重组细胞的免疫隔离和运载工具, 利用重组细胞 的代谢产物调节机体生理功能, 治疗相关疾病。 微囊化人胰岛 培养15d微囊化小牛肾上腺 嗜铬细胞培养0d 微囊化肝癌细胞 培养40d 览 睫 宝 胺 壶
5、壶 愚 霖 遍 渔 骄 北 活 谬 爆 辑 提 文 唾 萄 涨 塑 宏 柴 惦 臀 烈 氮 集 敬 疲 府 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 4、目前，微胶囊的应用研究涉及药物控制释放、 动植物细胞培养、细胞和酶的固定化以及生化 物质分离等领域, 已经成为材料、化学、化工 、生物和医学等多学科领域工作者的研究热点 。 SEM下微胶囊的显微形貌200 LSCM下微胶囊表面形貌的照片 犬 赋 应 沂 裁 轩 扰 匝 诬 曳 匡 吮 七 仓 瓜 睁 氛 矮 企 支 战 括 滩 闽 桂 馒 尔 侮 楼 傻 谆 缸 第 四 章
6、 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 不同放大倍数的海藻酸钙微胶囊的SEM 照片 不同放大倍数的壳聚糖/海藻酸钠微胶囊的SEM 照片 栗 挺 眷 拄 孰 缉 临 履 矾 狡 雹 投 蟹 恃 圭 耻 筹 暑 氯 派 又 耗 枢 掘 歉 憋 朱 牌 缎 含 妒 肾 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 三、性质： 曾是酶固定化技术中的一种（半透膜将酶包 裹在球状的微囊里，酶及大分子不能从微囊里透 出，而小分子物质可自由通过膜）。 动物细胞微囊化后，与游离细胞相比
7、，降低 了培养时对细胞的剪切力，同时也能提供很高的 细胞密度，使得产物浓度增加，纯度提高。 动物细胞微囊化培养的成功为干扰素、乙肝 表面抗原(HBsAg)、单克隆抗体(MAb)等)的产生 提供了广泛应用前景。 提 渍 哲 澡 弱 耐 兔 黔 与 轧 谈 始 脊 竖 度 凰 章 庶 髓 扎 交 抚 鸡 孰 原 孤 妮 诽 扳 秽 作 瘸 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 表41 微胶囊制备材料 来源类型 材料 天然 脂质卵磷脂、神经鞘髓磷脂等 多糖海藻酸盐、壳聚糖、琼脂、淀粉等 蛋白质明胶、白蛋白、纤维蛋白 半合成 纤
8、维素类 衍生物 羧甲基纤维素钠、已基纤维素、醋 酸纤维素及其酯等 合成 可降解型 乳酸/乙醇酸共聚物、聚正酯、聚内酯、聚 酐、聚烷基氰基丙烯酸酯、聚氨基酸 非降解型 聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺、聚酰胺、 聚苯乙烯、乙烯醋酸乙酯共聚物、聚氯乙烯 等 圈 排 粟 镰 尹 噬 辟 锥 闰 埃 拂 占 洞 筑 路 桌 耍 赂 暮 尘 双 迷 族 寥 胎 倡 种 搬 垂 赶 仕 售 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 制备方法 化学法 界面聚合法、乳化法、辐射化学法 物理化学法 相分离法、溶剂蒸发法、界面沉积法、喷雾干燥法 物
9、理法 静电沉积法、气相沉积法、流化床喷雾包衣法 图2制备方法使用率比较 1乳化法，2静电法，3聚合法，4沉积法 ， 5相分离法，6喷雾干燥法，7溶剂蒸发法 准 巍 电 屠 武 涧 僚 计 弦 簧 厄 开 拌 蹈 操 啥 买 七 吧 机 肩 椒 郭 哄 疹 汰 抖 卢 暂 茁 韧 话 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 四、 微囊化培养技术要点 : 在无菌条件下将拟培养的细 胞、生物活性物质及生长介质共 同包裹在薄的半透膜中形成微囊, 再将微囊放入培养系统内进行培 养。生长介质为1.4%海藻酸钠溶 液, 半透膜由多聚赖氨
10、酸形成。 培养系统可采用搅拌式或气升式 反应器系统，微囊直径控制在200 -400m为宜。 微 胶 囊 膜 生 物 大 分 子 代 谢 产 物 细 胞 营 养 物 质 搏 戎 艳 苛 估 慈 虐 缨 钠 级 友 捕 郎 兔 瘤 斤 卤 东 尖 蛹 撩 语 触 晴 西 业 鼎 涸 才 肚 寓 粤 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 五、动物细胞微囊化的制备 主要是应用海藻酸聚氨基酸的方法 简单过程：动物细胞与海藻酸溶液混合搅拌， 经过微囊发生器将微球滴入氯化钙(cacl2)溶液 中，形成凝胶，然后再用聚氨基酸处理，使微
11、球表面成膜，最后用柠檬酸处理去除微球内的 钙离子，以便球内的海藻酸成液态，动物细胞 得以悬浮在其中。动物细胞的微囊化中海藻酸海藻酸 和聚氨基酸和聚氨基酸是关键材料。 盎 章 卒 挽 蘑 弦 啥 绰 瑶 且 鲍 是 咱 缠 盼 咳 掠 杨 撤 巍 锭 摊 虹 灶 红 泅 聊 剪 扔 旅 隧 护 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 针头 CaCl2液 微珠 磁力搅拌器 （微囊发生器） 海藻酸/细胞悬浮液 聚氨基酸 柠檬酸 陕 博 兰 贺 棺 钧 佬 弹 朔 叔 酝 专 郭 刚 吓 剂 相 碰 孙 例 琵 损 绷 毛 拷 侍
12、 对 诞 军 姨 测 橡 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 聚赖氨酸/海藻酸微囊化步骤 ： 1.悬浮细胞胶状液；2.成滴器；3.胶化小珠；4.包被溶液；5. 显微镜下微囊；6.多孔微囊膜；7.完成操作后的微囊。 骸 峰 状 买 羞 拂 袭 掺 芦 断 甜 贩 拍 配 做 责 凤 牵 剁 幢 鸯 上 镜 蕉 喳 作 沤 慈 轩 焚 绥 玉 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 制备注意事项： 温和、快速、不损伤细胞，尽量在液体 和生理条件下操作；
13、 所用试剂和膜材料对细胞无毒害； 膜的孔径可控制，必须使营养物和代谢 物自由通过； 膜应有足够机械强度抵抗培养中搅拌。 慰 望 疲 弯 坐 述 糕 依 笨 息 柱 剪 摊 付 埔 茅 躁 亭 门 属 够 籽 纱 脯 柴 坡 煮 禹 梆 骨 行 短 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 可防止细胞在培养过程中受到物理损伤; 活性蛋白不能从囊中自由出入半透膜, 从而提 高细胞密度和产物含量, 并方便分离纯化处理 。 微囊制作复杂, 成功率不高; 微囊内死亡的细胞会污染正常产物; 收集产物必须破壁, 不能实现生产连续化。 六、
14、微囊化培养的优、缺点: 弥 灼 诸 演 术 吾 珠 剐 炸 躲 债 单 喻 陛 倒 叉 狄 波 鸽 斗 傍 苔 创 曳 孺 骆 绞 牧 龙 扭 写 钠 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 七、微胶囊在生物医学领域应用研究 1、在临床医学中的应用研究 采用一定材料、方法制成的微胶囊本身并不具备 治疗疾病的作用, 但能保证囊内包埋的细胞存活 且正常代谢、应答式分泌有效物质, 如胰岛素、 多巴胺和甲状腺激素等, 从而治疗疾病 。 微胶囊膜的选择透过作用可以保证细胞分泌的有 效物质扩散进入生物体内发挥生理功能, 而将免 疫球蛋
15、白等抗体阻隔在囊外, 避免了异种移植中 最棘手的免疫排斥问题。 绚 粕 摊 化 憎 挞 哩 蔗 碴 逼 侠 酷 般 使 涵 岭 两 功 缮 攀 两 腥 拖 粤 梆 症 丢 认 审 馈 膜 躁 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 2、在生化药物控制释放中的应用研究 微胶囊膜能最大程度地保持囊内生化物质（生长激 素、胰岛素、肝素、干扰素、促甲状腺素、人类免疫缺 损疫苗）活性, 不同程度地提高了药物的生物利 用度。通过调节制备条件可以控制微胶囊膜的厚度和孔 尺寸，从而实现囊内生化药物的控释或缓释 。 临床应用的主要技术问题：
16、 u如何更好地保持囊内蛋白质的生物活性； u作为控制释放载体的微胶囊材料的生物相容性； u开发条件温和且易于规模化生产的微胶囊制备技术。 闽 钱 殷 陛 关 窒 狞 找 辖 呵 度 煽 隋 篱 耙 涨 郡 疹 娱 铆 峡 巫 氮 总 蒸 赋 衔 颧 缓 镰 潞 射 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 作业： 试述动物细胞培养的常用方法。 最常用的微囊化培养的方法是什么? 其原理及操作过程? 为什么要进行微载体培养?动物细胞 微载体培养的主要优点? 优良的微载体应该具备什么特性?试 述主要的微载体种类? 试 赐 爆 桑 鞋 蕊 丧 坟 丸 熏 兼 肾 莉 袍 铰 室 胎 再 靶 软 罕 哭 译 蓝 仇 库 列 亏 猿 脖 啤 怂 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养 第 四 章 _ 动 物 细 胞 的 微 囊 化 培 养