[發(fā)明專利]一種用于組織/器官芯片集成制造的三維打印方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510075517.1
• 申請日: 2015-02-12
• 公開（公告）號: CN104708821B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫偉;趙雨;姚睿;李揚(yáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: B29C64/106
• 分類號: B29C64/106;B29C64/20;B29C64/209;B29C64/227;B29C64/30;B29C64/393;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,劉美麗

1.一種用于組織/器官芯片集成制造的三維打印方法，包括以下步驟：

1)采用三維制圖軟件設(shè)計(jì)三維芯片的三維結(jié)構(gòu)圖，并采用分層方法將三維芯片的三維結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)化為可以被三維打印裝置識(shí)別的片層圖形文件；

2)首先，開啟三維打印裝置，并將主體材料打印墨水、犧牲材料打印墨水和多種細(xì)胞打印墨水分別吸入主體材料打印噴頭、犧牲材料打印噴頭和多細(xì)胞打印噴頭中；然后，將步驟1)中所得到的片層圖形文件導(dǎo)入三維打印裝置；其中，主體材料打印墨水、犧牲材料打印墨水和多種細(xì)胞打印墨水均為生物材料，犧牲材料打印墨水為溫敏可逆的高分子生物材料；

3)三維打印裝置根據(jù)片層圖形文件分別通過主體材料打印噴頭、犧牲材料打印噴頭和多細(xì)胞打印噴頭將主體材料打印墨水、犧牲材料打印墨水和不同的細(xì)胞打印墨水打印到底板系統(tǒng)預(yù)先設(shè)計(jì)的位置；主體材料打印墨水在底板系統(tǒng)形成凝膠，形成第一層三維芯片主體材料，犧牲材料打印墨水在底板系統(tǒng)形成通道凝膠，進(jìn)而形成第一層的通道犧牲材料，不同的細(xì)胞墨水材料形成第一層多種細(xì)胞材料；

4)重復(fù)步驟3)逐層累積完成三維芯片結(jié)構(gòu)打印，直至片層圖形文件打印完成，即三維芯片的整體打印完成；

5)加熱或制冷整體打印完成的三維芯片，使通道犧牲材料變?yōu)槿苣z態(tài)；

6)將變?yōu)槿苣z態(tài)的通道犧牲材料使用移液槍吸出，去除通道犧牲材料，得到三維芯片內(nèi)的通道，形成完整的三維芯片結(jié)構(gòu)；

7)針對不同的細(xì)胞打印墨水材料采用不同的交聯(lián)方式對未被融化的細(xì)胞打印墨水材料進(jìn)行交聯(lián)，交聯(lián)完成后在三維芯片通道中灌流培養(yǎng)基，對三維芯片內(nèi)的細(xì)胞或組織進(jìn)行長期動(dòng)態(tài)培養(yǎng)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種用于組織/器官芯片集成制造的三維打印方法，其特征在于：所述步驟3)結(jié)束后，采用紫外光源發(fā)射紫外光局部照射第一層三維芯片主體材料，使第一層三維芯片主體材料局部交聯(lián)固化形成穩(wěn)定不可逆的凝膠狀態(tài)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種用于組織/器官芯片集成制造的三維打印方法，其特征在于：所述步驟4)結(jié)束后，采用紫外光源發(fā)射紫外光照射整體打印結(jié)束后的三維芯片，透明的主體材料受紫外光照射交聯(lián)固化形成穩(wěn)定不可逆的凝膠狀態(tài)。

4.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的一種用于組織/器官芯片集成制造的三維打印方法，其特征在于：所述主體材料采用明膠-甲基丙烯酸。

5.如權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的一種用于組織/器官芯片集成制造的三維打印方法，其特征在于：所述犧牲材料采用明膠、普朗尼克F-127和瓊脂材料中的一種或多種。

6.如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的一種用于組織/器官芯片集成制造的三維打印方法，其特征在于：所述細(xì)胞打印墨水材料為細(xì)胞相容性和生物相容性好的溫敏材料和/或其他生物材料的混合液；其中，生物材料采用一種或更多種天然生物材料和/或人工合成生物材料；天然生物材料采用明膠、明膠衍生物、藻酸鹽、藻酸鹽衍生物、瓊脂、基質(zhì)膠、膠原、蛋白多糖、糖蛋白、透明質(zhì)酸、殼聚糖、層連接蛋白、纖連接蛋白和纖維蛋白中的至少一種；人工合成生物材料采用聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙交酯、聚乙交酯、聚乳酸、聚乳酸-羥基乙酸共聚物、聚羥基酸、聚乳酸醇酸共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚酸酐、聚酸酯、聚酰胺、聚氨基酸、聚縮醛、聚氰基丙烯酸酯、聚氨基甲酸酯、聚吡咯、聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚氧化乙烯中的至少一種。