[發明專利]一種帶血管網的人工肌組織及其制備方法

在審

• 申請號: 201810184818.1
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108434525A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 連芩;周李念;李滌塵;何曉寧;焦天;徐峰
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: A61L27/38
• 分類號: A61L27/38;A61L27/20;A61L27/22;B33Y10/00;B33Y70/00;B33Y80/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種帶血管網的人工肌組織及其制備方法，包括血管網結構以及設置于血管網結構上且與血管網結構平行分布的若干組肌細胞束，各組肌細胞束依次分布且相鄰組肌細胞束之間有間隙，每組人工肌組織內的各肌細胞束呈線性排列，各組肌細胞束上均設置有若干內皮細胞束，各內皮細胞束與其對應人工肌組織內的各肌細胞束相交，該方法能夠有效的解決大塊組織血管化的問題。

技術領域

本發明屬于組織工程和3D打印技術領域，涉及一種帶血管網的人工肌組織及其制備方法。

背景技術

肌肉占成年人人體組成的45％，是人體運動、新陳代謝等的重要組織。在日常生活中，由于外部創傷、外部燒傷、腫瘤等原因，易造成肌肉缺損，小面積的缺損在很多臨床情況下可以自愈，但大面積的肌肉缺損不能實現自愈。目前，臨床上主要應用肌肉移植的辦法治療大面積的肌肉缺損，但肌肉來源十分有限。組織工程的發展為大面積肌肉缺損的治療帶來了新的希望，它的核心是構造由細胞和生物相容性材料結合而成的混合體，最終用于修復損傷的組織或器官，從而恢復其功能。

而對于大塊肌組織，其有著結構復雜、細胞量大等特點，這也意味著耗氧量高、并對營養、氧氣和代謝廢物的交換要求較高，血管化是解決這一問題的辦法之一，從而確保為大塊肌組織中的細胞運輸足夠的營養、生長因子、氧氣，并排出代謝廢物，使細胞能生長并分化。因此，在大塊人造肌組織中制造出類血管結構是必須的，也是組織工程成功應用于臨床的關鍵挑戰。

在現有技術中，人工肌組織主要有兩種制造方式：一是采用模具法，通過模擬肌肉的結構，加工出具有線性排列凹槽的模具，然后將肌細胞種植到凹槽內，使肌細胞實現定向排列，經體外培養后分化，最終得到組織工程肌組織；另一種方法是使用纖維定向排布的無紡布，該無紡布可通過靜電紡絲等技術得到，直接將肌細胞種植于無紡布上，誘導其分化得到組織工程肌肉。

對于現有的兩種制造方法，所得到的人工肌組織結構相對固定，無法根據不同的需求做出實時改變，與此同時，因為采用細胞種植的方式，難以控制人造肌組織的三維成型，無法得到大塊人造肌組織。3D打印在組織工程領域的應用，為人工肌組織的制造提供了新的方法，但目前仍沒有較好的解決大塊組織血管化的方法。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種帶血管網的人工肌組織及其制備方法，該方法能夠有效的大塊組織血管化的問題。

為達到上述目的，本發明所述的帶血管網的人工肌組織若干依次相連接的人工肌組織本體，各人工肌組織本體均包括血管網結構以及設置于血管網結構上且與血管網結構平行分布的若干組肌細胞束，各組肌細胞束依次分布且相鄰組肌細胞束之間有間隙，每組肌細胞束內的各肌細胞束呈線性排列，各組肌細胞束上均設置有若干內皮細胞束，各內皮細胞束與與其對應組肌細胞束內的各肌細胞束相交。

本發明所述的帶血管網的人工肌組織的制備方法包括以下步驟：

1)繪制帶血管網的人工肌組織模型，然后將繪制得到的帶血管網的人工肌組織模型導入到3D打印設備中；

2)配制用于血管網結構打印的細胞懸液A、用于內皮細胞束打印的細胞懸液B及用于肌細胞束打印的細胞懸液C；

3)將交聯劑與步驟2)配置的細胞懸液A分別置于3D打印設備中注射泵上不同的注射器中，再將細胞懸液B及細胞懸液C分別置于3D打印設備中不同的點膠針筒中；3D打印設備根據步驟1)繪制的帶血管網的人工肌組織模型進行打印，打印完成后利用交聯劑進行交聯，得帶血管網人工肌組織模型實體；

4)對步驟3)得到的帶血管網人工肌組織模型實體進行體外動態培養，實現多細胞的共同培養，得帶血管網的人工肌組織。

細胞懸液A為內皮細胞及海藻酸鈉溶液的混合溶液，其中，細胞懸液A中內皮細胞的細胞密度為1×10⁶個/ml，海藻酸鈉溶液中海藻酸鈉的質量濃度為3％。