[發(fā)明專利]一種生物3D打印細胞種植殼線材及其配方和制作工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510729396.8
• 申請日: 2015-10-31
• 公開（公告）號: CN105238690A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王烈;祁亞峰
• 申請（專利權(quán)）人: 林新穎
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;B33Y70/00
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司 35208
• 代理人: 康永輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物3D打印細胞種植殼線材及其配方和制作工藝。

背景技術(shù)

3D打印(3DP)即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)，3D生物打印機基于現(xiàn)有技術(shù)發(fā)明，這些技術(shù)當(dāng)前被用以制造工業(yè)零部件的3D模型。生物打印機的不同之處在于，它不是利用一層層的塑料，而是利用一層層的生物構(gòu)造塊，去制造真正的活體組織，3D生物打印機可以有兩個打印頭，一個放置最多達8萬個人體細胞，被稱為“生物墨”；另一個可打印“生物紙”，所謂生物紙其實是主要成分是水的凝膠，可用作細胞生長的細胞種植殼。當(dāng)然，在細胞種植殼已經(jīng)存在的情形下，3D生物打印機也可以僅含有一個“生物墨”打印頭。細胞種植殼應(yīng)當(dāng)富含微孔且便于保存，便于放置有人體細胞的打印頭在殼上種植細胞，同時，該殼還應(yīng)當(dāng)具有一定的溶解性、可降解性能使得當(dāng)細胞種植結(jié)束即種植的器官塑性后，無需將殼取走，綜上所述，3D生物打印技術(shù)對殼的成型材料，具有嚴(yán)格的要求，因此有必要設(shè)計出便于保存、可降解、可溶解的生物3D打印細胞種植殼成型材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種生物3D打印細胞種植殼線材及其配方和制作工藝。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種生物3D打印細胞種植殼線材，其特征在于：它具有如下物理性能：直徑1-2mm、熔點70-85℃。

一種生物3D打印細胞種植殼線材的配方，其特征在于：以重量比計，果膠5-20份、明膠20-35份、骨膠15-25份、單晶糖40-60份、滅菌天然蠶絲粉5-15份、水；以重量比計，其中水的含量小于0.3％。

在制作生物3D打印細胞種植殼線材過程中：骨膠具有粘連、硬化材料的作用；明膠具有降低骨膠熔點并軟化材料的作用；果膠具有軟化材料的作用；單晶糖具有硬化材料的作用；滅菌天然蠶絲粉具有維持形狀、粘連和增加材料強度的作用，這些成分相互融合，使得制得的物3D打印細胞種植殼線材軟硬適中便于塑形，同時材料具有一定的強度和剛性，便于材料的保存和運輸。

將本發(fā)明制得的生物3D打印細胞種植殼線材，打印成所需的細胞種植殼，在此細胞種植殼上進行細胞種植過程中，這些成分又具有不同的作用：

骨膠可溶于水、明膠和果膠可吸收培養(yǎng)基而膨脹、單晶糖能夠為細胞的生長提供額外的能量、滅菌天然蠶絲粉因其富含微孔便于細胞的附著，這些成份共同作用，使得當(dāng)利用該線材打印成所需的細胞種植殼，在此細胞種植殼上進行細胞種植成型后，無需取走殼，而是殼與細胞一起成型為所需的器官。

一種生物3D打印細胞種植殼線材的制備工藝，其特征在于：它包括以下步驟：

(1)先將骨膠投入加熱攪拌器中，然后在加熱攪拌器中加入水，其中水與骨膠的重量比為1：2-1:1，再在95-100℃下將骨膠加熱至溶解，然后逐步降溫，使溫度降至85-90℃，得骨膠溶液；

(2)將單晶糖投入加熱攪拌器中，使單晶糖在85-90℃下加熱至溶解，并攪拌至單晶糖與骨膠混合均勻，得骨膠、單晶糖的混合溶液；

(3)將果膠、明膠以及滅菌天然蠶絲粉投入加熱攪拌器中，使果膠、明膠以及滅菌天然蠶絲粉在85-90℃下加熱至溶解，并與骨膠、單晶糖的混合溶液混合均勻，得終混合溶液，之后終混合溶液繼續(xù)在85-90℃下不斷的攪拌，蒸發(fā)多余的水分，得終混合物，其中終混合物呈膏狀，且以重量比計，終混合物中水的含量小于0.3％；

(4)將步驟(3)所得的終混合物投入擠出機中，在85-90℃下擠出成絲，擠出機出料口處利用風(fēng)冷進行降溫。

較之現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明的優(yōu)點在于：1)本發(fā)明制得的生物3D打印細胞種植殼線材具有可溶解、可降解的優(yōu)點。2)本發(fā)明制得的生物3D打印細胞種植殼線材能夠吸收培養(yǎng)基，使得利用該線材打印得到的細胞種植殼能夠有利于細胞的生長。3)本發(fā)明的配方簡單易得，且因含有單晶糖，使得利用該發(fā)明的線材打印得到的細胞種植殼能夠額外的為細胞的生長提供能量。4)利用本發(fā)明得到的線材打印得到的細胞種植殼具有一定的強度和剛性便于細胞種植殼運輸。5)本發(fā)明制得的生物3D打印細胞種植殼線材常溫穩(wěn)定便于保質(zhì)、保存。6)本發(fā)明的3D打印細胞種植殼線具有硬化和加熱可塑的優(yōu)點。7)本發(fā)明工藝簡單，適合工廠化大批量生產(chǎn)。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明內(nèi)容進行詳細說明：

本發(fā)明的生物3D打印細胞種植殼線材，它具有如下物理性能：直徑1-2mm、熔點70-85℃。

實施例一：一種生物3D打印細胞種植殼線材的制備工藝，它包括以下步驟：