[發(fā)明專利]一種用于脊椎損傷血管快速修復(fù)的3D打印生物墨水及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810235786.3
• 申請(qǐng)日: 2018-03-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108567992B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛巍;宋镕光;阮淼亮;戴箭;王永周
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L27/20
• 分類號(hào): A61L27/20;A61L27/22;A61L27/38;A61L27/50;A61L27/54;B33Y10/00;B33Y70/10;B33Y80/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 崔紅麗;陳燕嫻

本發(fā)明公開(kāi)一種用于脊椎損傷血管快速修復(fù)的3D打印生物墨水及其制備方法，涉及生物3D打印領(lǐng)域。該方法包括殼材料墨水的制備、內(nèi)層細(xì)胞層墨水的制備、3D打印制備等步驟。本發(fā)明的生物墨水通過(guò)使用同軸方法同時(shí)打印2～4種材料，外層材料為內(nèi)層細(xì)胞提供有效保護(hù)，避免打印時(shí)細(xì)胞沉降的問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)細(xì)胞種類、密度和分布可控，加入生長(zhǎng)因子等促進(jìn)脊髓損傷血管的快速修復(fù)，外層提供良好的力學(xué)性能，內(nèi)層則更加有利于細(xì)胞的生長(zhǎng)繁殖。本發(fā)明的3D打印生物墨水彌補(bǔ)了現(xiàn)有生物墨水的不足，將生物3D打印更好地應(yīng)用于脊椎損傷血管的修復(fù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物3D打印領(lǐng)域，尤其是一種用于脊椎損傷血管快速修復(fù)的3D打印生物墨水及其制備方法。

背景技術(shù)

生物3D打印技術(shù)在解決醫(yī)學(xué)難題方面做出突出貢獻(xiàn)，在細(xì)胞組織培養(yǎng)、組織工程領(lǐng)域的探究正在不斷深入，然而生物墨水是打印的基礎(chǔ)，其開(kāi)發(fā)需求迫在眉睫。Armstrong,J.P.等通過(guò)在4℃下將泊洛沙姆F127、海藻酸鹽、DMEM混合均勻，隨后進(jìn)行細(xì)胞封裝，開(kāi)發(fā)出可用于軟骨打印的生物墨水。Armstrong,J.P.,et al.3D Bioprinting Using aTemplated Porous Bioink.Advanced Healthcare Materials.14,5,2016.專利CN201610269756.5通過(guò)生物大分子豬、牛或羊真皮源性細(xì)胞外基質(zhì)納米纖維微粉加入交聯(lián)劑、促凝劑從而制備出可用于軟組織支架的生物墨水。

脊椎損傷經(jīng)常伴隨著血管損傷，血管的修復(fù)對(duì)脊椎損傷的修復(fù)尤為重要，上述生物墨水在3D打印快速血管修復(fù)方面不能很好的解決這一問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種用于脊椎損傷血管快速修復(fù)的3D打印生物墨水的制備方法。

現(xiàn)有的生物打印噴頭只能打印一種材料，難以兼顧力學(xué)強(qiáng)度和細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境等因素，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生因沉降導(dǎo)致的細(xì)胞密度以及種類空間不可控，在脊椎損傷血管修復(fù)上不能很好的應(yīng)用。

本發(fā)明的另一目的在于提供通過(guò)上述制備方法制備得到的用于脊椎損傷血管快速修復(fù)的3D打印生物墨水。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于脊椎損傷血管快速修復(fù)的3D打印生物墨水的制備方法，包括如下步驟：

(1)殼材料墨水的制備

以去離子水為溶劑，將明膠2％～6％與海藻酸鈉1％～5％磁力攪拌均勻；加入生長(zhǎng)因子VEGF 50～200ng/mL與抗菌消炎藥物50～100μg/mL磁力攪拌均勻，紫外滅菌12～24h待用；

(2)內(nèi)層細(xì)胞層墨水的制備

37±1℃溫度下，將骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSC)1～3×10⁶/mL、血管內(nèi)皮細(xì)胞1～3×10⁶/mL、平滑肌成纖維細(xì)胞1～3×10⁶/mL、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)20～200ng/mL、血小板生長(zhǎng)因子(PDGF)20～200ng/mL與嗜堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)20～200ng/mL加入至完全培養(yǎng)基DMEM中混合均勻；

(3)3D打印制備

采用同軸噴頭，實(shí)現(xiàn)殼材料墨水和內(nèi)層細(xì)胞層墨水的同步打印；打印機(jī)采用擠出打印設(shè)備，打印機(jī)殼材料墨水溫度設(shè)定為37±1℃、打印速度為15mm/s～25mm/s；內(nèi)層設(shè)置為37±1℃、打印速度5mm/s～10mm/s。

優(yōu)選的，步驟(1)中所述的海藻酸鈉的濃度為2％～5％。

優(yōu)選的，步驟(1)中所述的生長(zhǎng)因子VEGF的用量為50～100ng/mL。

優(yōu)選的，步驟(1)中所述的抗菌消炎藥物為鏈霉素、青霉素等。