[發明專利]組織工程人工肝樣組織構建模具和制造該模具的注塑模具的方法

有效

• 申請號: 201710071257.X
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN108407156B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 高毅;張斌斌;彭青;李海燕
• 申請（專利權）人: 廣東乾暉生物科技有限公司
• 主分類號: B29C33/38
• 分類號: B29C33/38;B29C45/26
• 代理公司: 北京市立方律師事務所 11330
• 代理人: 劉延喜;王增鑫

本發明提供一種組織工程人工肝樣組織構建模具及該模具的制造方法，包括模具主體以及與其匹配使用的第一增高體及第二增高體，所述第一增高體用于放置在所述模具主體上以增加模具主體的容量，繼而用于接種微肝細胞球，第二增高體用于固定透析膜并使細胞球海藻酸鈉懸液與上層氯化鈣溶液分離，透析膜上層加入氯化鈣溶液，鈣離子能夠穿過透析膜使海藻酸鈉變為凝膠狀。對比現有技術，通過該組織工程人工肝樣組織構建模具對細胞聚球進行再組裝而使細胞聚球呈仿肝小葉狀六邊形分布排列，使得微肝細胞球之間形成類似于匯管區、中央靜脈、肝血竇的間隙，利于體內血管化進程，提高了單位體積肝細胞功效，且不影響物質交換效率。

技術領域

本發明涉及仿生技術領域，具體而言，本發明涉及一種組織工程人工肝樣組織構建模具和制造該模具的注塑模具的方法。

背景技術

組織工程學是20世紀80年代末發展起來的一門新興交叉學科，近年來，隨著生命科學、材料科學和工程科學的發展，科研人員相繼在多種組織、器官體外再造的研究方面取得突破性進展，其中，一些組織工程產品如軟骨、皮膚已實現商品化。肝臟組織工程是組織工程研究領域的重要研究方向之一，其目標是構建一個可供移植的肝臟組織或類器官，從而對肝功能受損的患者進行治療。現今，科學家已模擬體內自然肝臟，成功構建出具有一定功能和活力的組織工程人造肝臟系統。然而，由于肝臟組織結構和生理功能的復雜性，構建一個具有功能和可以值得組織工程人工肝組織的工作仍面臨嚴峻的挑戰。

肝臟是人體最重要的器官之一，具有復雜的結構和多種生理功能。急慢性肝臟疾病，尤其是肝功能衰竭嚴重威脅人類健康。肝替代療法是肝功能失代償或肝衰竭時的主要治療策略。肝移植是目前效果最佳的治療手段，受供體短缺等因素制約，只有極少數人能有機會接受肝移植治療，因而，人工肝替代療法是替代療法的理想出路。構建功能良好又安全性高的人工肝是所有肝組織工程研究者共同的追求。采用仿生法構建人工肝樣組織是一種被肯定的研究策略，但肝臟的結構及組成十分復雜，采用人工法構建難度極高。為了實現這一目標，研究者們設計出各種支架材料以及微模具，來使單細胞狀態的肝細胞，形成具有三維仿生結構的人工肝樣組織。

目前的組織工程肝構建方法多借助支架材料，且多為一次性分布，無再分布過程。模擬構建層次多局限于肝板水平，極少在肝小葉的整體以及肝小葉組裝成微肝臟層次進行仿生設計。總體來說，現有的三維構建組織工程人工肝樣組織技術最主要的問題均是仿生程度低。

單純膠原或基質膠等細胞外基質類似物包裹可使肝細胞無序立體生長，這是一種最基本的三維培養方法，但僅模擬肝細胞與細胞外基質這一最基本的三維關系，也難于大規模高密度培養。

微流控結合水凝膠包裹可使細胞呈線性排布生長，便于加入其他非實質細胞分層有序共培養，可形成微絲狀組織工程人工肝樣組織，也僅模擬肝索這個層面，僅實現肝細胞在一個方向的三維化。

多孔或纖維立體支架其本質僅僅是為細胞提供了立體的生長空間和粘附表面，細胞量少時與二維培養非常相似，只有當細胞量非常多長滿支架后，細胞間才會相互接觸形成三維細胞堆疊組織，細胞的排列未模擬肝小葉結構。

細胞聚球培養雖然是一種簡便易行的三維培養方式，但受限于物質彌散，細胞聚球不能過大。未血管化的組織在距厚度超過100um時就會出現代謝障礙，細胞聚球整體被培養液環繞，直徑通常也只能達到200um。對細胞器進行再組裝，便可構建出更大體積的人工組織。有學者對細胞聚球進行了無序堆疊實現了三維高密度培養，規模化程度也較高，但在肝小葉層面上仿生度仍顯不足。

發明內容

本發明的第一目的旨在提供一種能夠對微肝細胞聚球進行再分布、使具有仿肝小葉結構并提高單位體積內肝細胞的功效比的組織工程人工肝樣組織構建模具。

本發明的第二目的旨在提供一種用于制造上述組織工程人工肝樣組織構建模具的注塑模具的制造方法。

為了實現上述目的，本發明提供以下技術方案：