[發明專利]一種使用支撐浴的多噴頭快速3D打印腫瘤組織模型的方法

有效

• 申請號: 201810236195.8
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108587903B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 薛巍;宋镕光;阮淼亮;戴箭;王永周
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;B33Y30/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 崔紅麗;陳燕嫻

本發明公開一種使用支撐浴的多噴頭快速3D打印腫瘤組織模型的方法，涉及生物3D打印領域。本發明的方法以海藻酸鹽、光固化明膠等混合封裝細胞，在支撐浴中快速打印，不同的細胞的打印通過快速切換噴頭而實現打印。通過打印正常組織和腫瘤組織于一個完整的模型，從而更好的還原出體內腫瘤組織的結構。水凝膠支撐浴的封閉的性質，可以提供更好的無菌環境，同時打印時避免因沉降導致的細胞密度和種類空間的不可控。噴頭的快速切換在一定程度上減少了打印時間，有效減緩了細胞在打印過程中活性的降低，并有效的保證打印結構的完整性。使用同軸針頭進行打印則有效解決了凝膠的固化問題。并且腫瘤模型構建速度更快，能夠更好地用于腫瘤治療的研究。

技術領域

本發明涉及生物3D打印領域，具體地說是一種使用支撐浴的多噴頭快速3D打印腫瘤組織模型的方法。

背景技術

腫瘤組織模型一般需要通過在小鼠等生物體內種植腫瘤細胞進行構建，極大地浪費了人力和物力資源。隨著生物3D打印技術的發展，其在細胞培養、組織工程等領域的應用越來越多，但其在腫瘤模型中的應用仍然缺乏研究。相比于傳統方法構建的腫瘤模型，3D打印構建的腫瘤具有的三維結構能夠更好地反映體內腫瘤的生長和發育情況，是一種更接近體內癌細胞病變特性的腫瘤模型。Du,Xinru等通3D打印技術制造出藥物篩選模型，為其提供一定技術的基礎。(Ratna and Karger-Kocsis 2008,Du 2015)專利201610830529.5通過透明質酸、海藻酸鈉、GelMA(光固化明膠)、谷氨酰胺轉氨酶和腦腫瘤細胞直接混合進行三維打印和體外培養腦腫瘤體外模型，但是隨著打印層數的提高，支撐強度不足，不能很好的還原腫瘤組織結構。并且該研究只是對腫瘤細胞進行打印，并沒有呈現出正常的組織細胞，不能完整的還原腫瘤組織的結構。常見的3D生物打印方法，對于細胞的無菌環境不能很好的滿足，在空間構型和內部結構的處理并不理想。

對于多種細胞材料打印時，噴頭更換程序繁瑣，加大了生物打印的時間，同時對其精度和時間都產生了很大的影響。更有甚者會造成細胞活性的降低，給多細胞的生物打印帶來巨大的阻力。

發明內容

為了克服現有技術的缺點與不足，本發明的目的在于提供一種使用支撐浴的多噴頭快速3D打印腫瘤組織模型的方法。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種使用支撐浴的多噴頭快速3D打印腫瘤組織模型的方法，包括以下步驟：

(1)腫瘤細胞墨水的制備

以含有10％體積FBS(胎牛血清)的25mM HEPES緩沖液為溶劑，配置光固化明膠2％～8％與海藻酸鈉1％～5％磁力攪拌均勻，紫外滅菌處理，加入0.1％Irgacure 2959光引發劑；加入含腫瘤細胞的DMEM完全培養基，用移液槍吹打均勻，放入培養箱待用；

(2)正常組織細胞墨水的制備

以含有10％體積FBS的25mM HEPES緩沖液為溶劑，配置光固化明膠2％～8％與海藻酸鈉1％～5％磁力攪拌均勻，紫外滅菌處理，加入0.1％Irgacure2959光引發劑；將正常組織細胞加入DMEM完全培養基，用移液槍吹打均勻，放入培養箱待用；

(3)水凝膠的支撐浴的制備

水凝膠支撐浴的主要材料為丙烯酸酯/C10-30烷基丙烯酸酯交聯共聚物(Carbopol ETD 2020)，采用高溫滅菌處理；再以0.3M氯化鈣溶液為溶劑配置質量分數為0.1％～1％的卡波姆凝膠，放入無菌環境待用；

(4)3D打印制備