[發(fā)明專利]一種具有血管結(jié)構(gòu)的組織工程支架及其制備方法

有效

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• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN108939152B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊高潔;吳蘇州;李曉云;陳明惠
• 申請（專利權(quán)）人: 登騰（上海）醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號: A61L27/20
• 分類號: A61L27/20;A61L27/22;A61L27/24;A61L27/02;A61L27/50;A61L27/60
• 代理公司: 上海浙晟知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31345
• 代理人: 楊小雙

本發(fā)明公開一種具有血管結(jié)構(gòu)的組織工程支架及其制備方法，包括以下步驟：S1.構(gòu)建三維立體網(wǎng)絡(luò)模型，通過3D打印出三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的糖支架；S2.將S1打印出的糖支架浸入鈣鹽的乙醇混合溶液中，待乙醇揮發(fā)后獲得表面載有鈣鹽的糖支架；S3.在所述步驟S2的糖支架中填充經(jīng)過改性的光固化高分子，經(jīng)過光固化形成固化的水凝膠支架；S4.將固化后的水凝膠支架置于水、PBS或者細(xì)胞培養(yǎng)基中除去糖支架，得到所述具有仿生血管網(wǎng)絡(luò)的組織工程支架。其內(nèi)部血管結(jié)構(gòu)等具有整體連通性，精度高，機械強度和力學(xué)性能優(yōu)良，可在仿生血管結(jié)構(gòu)和組織工程支架成型的同時直接加載活細(xì)胞，并長期保持細(xì)胞活力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)與組織工程材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有血管結(jié)構(gòu)的組織工程支架及其制備方法。

背景技術(shù)

目前3D打印技術(shù)被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)和組織工程材料領(lǐng)域，通過快速高效的個性化制備，以期獲得仿生的組織或器官應(yīng)用于軟骨、皮膚、血管、神經(jīng)、心肌等組織的修復(fù)，但是現(xiàn)有的3D生物打印技術(shù)難以獲得復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)、難以形成提供組織生產(chǎn)所需養(yǎng)分的血管網(wǎng)絡(luò)，因此只能打印很薄的一層組織，才能保證材料內(nèi)部的細(xì)胞獲得營養(yǎng)物質(zhì)，以及代謝產(chǎn)物正常排出；而構(gòu)筑較厚的3D打印組織工程支架，由于其物質(zhì)交換和運輸能力較差，內(nèi)部難以獲得充分的營養(yǎng)和代謝交換，則會引起壞死，并難以維持細(xì)胞的活性。為了使細(xì)胞/組織在3D打印的組織工程材料內(nèi)部更好地長入和生存，需要構(gòu)建一種適于組織生長的組織工程構(gòu)架。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種3D打印無毒的適用于仿生功能組織/器官的具有血管結(jié)構(gòu)的組織工程支架及其制備方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：一種具有血管結(jié)構(gòu)的組織工程支架的制備方法，包括以下步驟：

S1.構(gòu)建三維立體網(wǎng)絡(luò)模型，通過3D打印出三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的支架；

S2.將S1打印出的支架浸入鈣鹽的乙醇混合溶液中，待乙醇揮發(fā)后獲得表面載有鈣鹽的支架；

S3.在所述步驟S2的犧牲型支架中填充經(jīng)過改性的光固化高分子，經(jīng)過光固化形成固化的水凝膠支架；

S4.將固化后的水凝膠支架置于水、PBS或者細(xì)胞培養(yǎng)基中除去犧牲型支架，得到所述具有仿生血管網(wǎng)絡(luò)的組織工程支架。

本發(fā)明為制備具有血管結(jié)構(gòu)的組織工程支架所使用的犧牲型支架原料為單糖或多糖，作為3D打印墨水可塑性高、獲得支架快速穩(wěn)定，后期可快速溶解出去且無毒害成分；而作為血管結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的管壁為物理和化學(xué)雙交聯(lián)的海藻酸鈣，生物相容性好、成型方便快捷、力學(xué)強度和彈性性能良好；并且本發(fā)明的制備方法成型工藝快速簡單，制備過程溫和，無毒性有機溶劑參與合成，并具有良好的組織相容性，可廣泛應(yīng)用于仿生軟骨、皮膚、心肌等組織工程修復(fù)材料的研究。

本發(fā)明的另一方面提供一種由上述的具有血管結(jié)構(gòu)的組織工程支架的制備方法制備的具有血管結(jié)構(gòu)的組織工程支架，其中所述組織工程支架通過3D打印犧牲型的支架后，在支架之間填充光固化高分子，除去支架后形成具有內(nèi)部中空的3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的所述組織工程支架。

本發(fā)明所提供的一種3D打印的具血管結(jié)構(gòu)的組織工程支架，內(nèi)部血管結(jié)構(gòu)等具有整體連通性，精度高，機械強度和力學(xué)性能優(yōu)良，可在仿生血管結(jié)構(gòu)和組織工程支架成型的同時直接加載活細(xì)胞，并長期保持細(xì)胞活力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的經(jīng)過3D打印的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的支架圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明的一個實施例中提供一種具有血管結(jié)構(gòu)的組織工程支架的制備方法，包括以下步驟：

S1.構(gòu)建三維立體網(wǎng)絡(luò)模型，通過3D打印出三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的支架；