[發(fā)明專利]表面聲波(SAW)3D打印方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880055311.4
• 申請(qǐng)日: 2018-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN111655835A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒂齊亞諾·瑟拉;大衛(wèi)·奧利弗·埃格林;莫羅·艾麗妮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: AO科技公司
• 主分類號(hào): C12M1/12
• 分類號(hào): C12M1/12;C12N5/00
• 代理公司: 北京國(guó)昊天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 南霆

本申請(qǐng)公開了一種制備嵌入由水凝膠基質(zhì)形成的主體中的三維顆粒結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟：a.通過(guò)以下步驟形成具有嵌入其中的顆粒子結(jié)構(gòu)的水凝膠基質(zhì)層，i.在容器中的水凝膠基質(zhì)前體層中提供懸浮顆粒，所述容器具有一個(gè)或多個(gè)內(nèi)表面部分，該內(nèi)表面部分與一臺(tái)或多臺(tái)振動(dòng)發(fā)生器振動(dòng)耦合；ii.使在所述水凝膠基質(zhì)前體層中的所述懸浮顆粒經(jīng)受振動(dòng)，以在所述水凝膠基質(zhì)前體中產(chǎn)生駐聲波，從而在空間上將顆粒在水凝膠前體層內(nèi)分配成顆粒子結(jié)構(gòu)，所述振動(dòng)從所述容器的與所述振動(dòng)發(fā)生器振動(dòng)耦合的至少內(nèi)表面部分發(fā)出；iii.使所述水凝膠前體固化，以形成具有嵌入其中的顆粒子結(jié)構(gòu)的水凝膠基質(zhì)層；b.在單獨(dú)的容器中通過(guò)進(jìn)行步驟a而形成具有嵌入其中的顆粒子結(jié)構(gòu)的另外的水凝膠基質(zhì)層，以及將所述另外的層沉積在之前形成的具有嵌入其中的顆粒子結(jié)構(gòu)的水凝膠基質(zhì)層的頂部上；c.重復(fù)步驟b至少兩次或更多次，以形成三維顆粒結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于獲得嵌入在由水凝膠基質(zhì)形成的主體中的三維顆粒(particulate)結(jié)構(gòu)的增材制造方法。

背景技術(shù)

用于包括活細(xì)胞的三維構(gòu)建體的最新制造技術(shù)要求開發(fā)非常特殊的生物墨水，或者基于支架上的單個(gè)細(xì)胞的操作/沉積，當(dāng)需要制備大的構(gòu)建體或多個(gè)構(gòu)建體時(shí)，這是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。

已知聲波對(duì)細(xì)胞在可交聯(lián)的液體介質(zhì)中的定位有用，這允許非常快地獲得包括活細(xì)胞和/或生物活性粒子的大致二維的構(gòu)建體。細(xì)胞在暴露于聲波的液體介質(zhì)中的定位幾乎是瞬時(shí)的，因此將細(xì)胞和/或生物活性粒子固定在可交聯(lián)的介質(zhì)內(nèi)所需的時(shí)間主要取決于可交聯(lián)的介質(zhì)固化所需的時(shí)間。然而，當(dāng)使用駐聲波時(shí)，僅可以以大致二維的方式將細(xì)胞定向，這是由于細(xì)胞的分配將由液層表面上的波節(jié)和波腹的位置決定。例如，不可能形成沿z方向(即，垂直于液體介質(zhì)表面的方向)變化的結(jié)構(gòu)，例如球體或圓錐體。盡管此類結(jié)構(gòu)例如可以通過(guò)3D打印技術(shù)形成，但是這些技術(shù)具有以下缺點(diǎn)，它們相對(duì)耗時(shí)并且需要特殊的生物墨水和3D打印設(shè)備。另外，在生物墨水通過(guò)打印設(shè)備的噴嘴噴出期間，細(xì)胞經(jīng)受的剪切力降低了細(xì)胞的活力。

WO 2016/069493 A2涉及一種制造多層圖案化的細(xì)胞集合體的方法，其中將含有細(xì)胞的細(xì)胞懸浮液溶液裝載到液體-載體腔室中。一旦細(xì)胞懸浮液溶液中的細(xì)胞在重力作用下沉降到腔室的底部，則將所謂的法拉第波形式的流體拖曳力施加到振動(dòng)發(fā)生器上，使得沉降的細(xì)胞定向?yàn)樘囟ǖ姆植肌?/p>

WO 2015/112343 A1提供了一種不使用支架來(lái)提供組織再生的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括：容器，其容納有適于增強(qiáng)組織再生過(guò)程的流體；以及在容器的一端的聲波換能器，和在容器的相對(duì)端的反射器。換能器提供聲波信號(hào)，所述聲波信號(hào)在血管中產(chǎn)生將流體中的細(xì)胞限制在多個(gè)結(jié)構(gòu)中的駐聲場(chǎng)。

WO 2013/118053 A1涉及一種在包含液體的通道中形成諸如細(xì)胞的物體的多層聚集體的方法，其中，該聚集體通過(guò)在每個(gè)區(qū)域內(nèi)將諸如駐波的聲波在施加到所述物體上而形成。

US 2004/0137163 A1提供了一種用于機(jī)器人操縱物體的系統(tǒng)和方法，其中，在通過(guò)向其傳遞能量(例如通過(guò)振動(dòng))而攪動(dòng)的液體中形成駐波，所述駐波將物體沿著駐波的波節(jié)對(duì)齊。駐波的位置可以通過(guò)控制能量輸入、通過(guò)改變?nèi)萜鞯某叽绾托螤顏?lái)確定。

因此，需要一種增材制造方法，其中能夠以時(shí)間有效的方式和足夠復(fù)雜的方式獲得大體積的構(gòu)建體，并且其中保持細(xì)胞活力。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明中，通過(guò)提供一種方法解決了上述問(wèn)題，該方法允許用不太復(fù)雜的設(shè)備制備復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，同時(shí)減少了提供這種復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)所需的時(shí)間。