[發明專利]一種人工肌肉支架模型以及其制備裝置和方法

有效

• 申請號: 201710434493.3
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107320773B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 連芩;周李念;李滌塵;李曉;呼延一格
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C12N5/07
• 分類號: C12N5/07;A61L27/20;A61L27/38;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種人工肌肉支架模型，其特征在于，包括下層支架(3)、上層支架(2)及細胞束層(1)，細胞束層(1)、上層支架(2)及下層支架(3)自上到下依次分布；

所述細胞束層(1)由若干線性排列的細胞束組成；

下層支架(3)為網狀結構，上層支架(2)為板狀結構。

2.一種權利要求1所述的人工肌肉支架模型的制造裝置，其特征在于，包括計算機、第一供料系統(10)、第二供料系統(8)、微滴打印頭(6)、擠壓打印頭(7)、打印平臺(9)以及用于帶動微滴打印頭(6)及擠壓打印頭(7)移動的三維移動平臺，其中，第一供料系統(10)與擠壓打印頭(7)相連通，第二供料系統(8)與微滴打印頭(6)相連通，且擠壓打印頭(7)及微滴打印頭(6)均位于打印平臺(9)的正上方，計算機與三維移動平臺的控制端、第一供料系統(10)的控制端及第二供料系統(8)的控制端相連接；

所述人工肌肉支架模型的制造方法包括以下步驟：

1)繪制待打印人工肌肉支架模型的三維模型，然后將待打印人工肌肉支架模型的三維模型輸入至計算機中；

2)獲取明膠-海藻酸鈉混合水凝膠(4)、交聯劑及骨骼肌細胞懸液(5)，再將明膠-海藻酸鈉混合水凝膠(4)裝入第一供料系統(10)中，將骨骼肌細胞懸液(5)裝入第二供料系統(8)中；

3)計算機控制第一供料系統(10)，使第一供料系統(10)中的明膠-海藻酸鈉混合水凝膠(4)經擠壓打印頭(7)均勻擠出至打印平臺(9)上，同時計算機根據待打印人工肌肉支架模型的三維模型控制擠壓打印頭(7)移動，完成上層支架(2)及下層支架(3)的打印；

4)將交聯劑滴加至上層支架(2)及下層支架(3)上，使明膠-海藻酸鈉混合水凝膠(4)中的海藻酸鈉與交聯劑發生交聯，進而使上層支架(2)及下層支架(3)固化；

5)計算機控制第二供料系統(8)，使第二供料系統(8)中的骨骼肌細胞懸液(5)經微滴打印頭(6)掉落到上層支架(2)上，同時計算機根據待打印人工肌肉支架模型的三維模型控制微滴打印頭(6)移動，完成細胞束層(1)的打印，得人工肌肉支架模型胚體；

6)將步驟5)得到的人工肌肉支架模型胚體放置到培養箱中進行細胞培養，得人工肌肉支架模型。

3.根據權利要求2所述的人工肌肉支架模型的制造裝置，其特征在于，培養箱中的溫度為37℃，培養箱內空氣中二氧化碳的體積百分數為5％。

4.根據權利要求2所述的人工肌肉支架模型的制造裝置，其特征在于，還包括：稱取明膠顆粒及海藻酸鈉，其中，取明膠顆粒與海藻酸鈉的質量比為1:1.2，然后再在40℃的條件下將明膠顆粒加入到DPBS緩沖液中，再用磁力攪拌器以200r/min的轉速攪拌，待明膠顆粒完成溶解后再加入海藻酸鈉，得明膠-海藻酸鈉混合水凝膠(4)，其中，明膠-海藻酸鈉混合水凝膠(4)中明膠的質量百分數為5％；明膠-海藻酸鈉混合水凝膠(4)中海藻酸鈉的質量百分數為6％。

5.根據權利要求2所述的人工肌肉支架模型的制造裝置，其特征在于，交聯劑為質量百分濃度為4％的氯化鈣溶液。

6.根據權利要求2所述的人工肌肉支架模型的制造裝置，其特征在于，還包括：配制質量百分濃度為10％的明膠溶液，并用針筒式濾膜過濾器過濾所述明膠溶液，再在濾液中加入細胞C2C12，然后再吹打均勻，得骨骼肌細胞懸液(5)，其中，骨骼肌細胞懸液(5)中細胞的密度為1X10⁶/ml。

7.根據權利要求2所述的人工肌肉支架模型的制造裝置，其特征在于，所述擠壓打印頭(7)的噴嘴為點膠針頭，其中，點膠針頭的直徑為160μm～1.2mm，打印過程中點膠針頭的移動速度為5mm/s～15mm/s，第一供料系統(10)中明膠-海藻酸鈉混合水凝膠(4)的供給速率為500μl/min～2ml/min，打印過程中的溫度為37℃。