[發(fā)明專利]一種微尺度血管網(wǎng)絡(luò)體外組織及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010725231.4
• 申請(qǐng)日: 2020-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN111825868B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王金武;李帥;王文豪;馬振江;石國(guó)宏;萬克明;陳去非;戴尅戎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院;上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J7/00
• 分類號(hào): C08J7/00;C08J3/24;C08J3/075;B29C64/40;A61L27/50;A61L27/24;A61L27/22;A61L27/16;C08L89/00;C08L33/24
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 沈攀攀;許亦琳

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別是涉及一種微尺度血管網(wǎng)絡(luò)體外組織及其制備方法。所述制備方法包括：1)提供3D打印的犧牲模塊；2)將溫敏性智能水凝膠和交聯(lián)水凝膠混合后在溫度小于25℃下包覆所述犧牲模塊，成型后去除犧牲模塊，制備獲得宏觀尺寸血管網(wǎng)絡(luò)體外組織；3)將步驟2)所述的宏觀尺寸血管網(wǎng)絡(luò)體外組織在溫度36℃～42℃下進(jìn)行培養(yǎng)，所述溫敏性智能水凝膠收縮以及交聯(lián)水凝膠交聯(lián)成型后制備獲得微尺寸血管網(wǎng)絡(luò)體外組織。本發(fā)明制備過程中不涉及到極限溫度或酸堿性溶液，只需在人體生理溫度下利用體積收縮，即可實(shí)現(xiàn)宏觀尺度血管網(wǎng)絡(luò)向微觀尺度血管網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變，制備過程和所用材料具有生物相容性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別是涉及一種微尺度血管網(wǎng)絡(luò)體外組織及其制備方法。

背景技術(shù)

針對(duì)臨床常見的組織缺損問題，采用生物制造技術(shù)在體外構(gòu)建生物支架作為體外組織，進(jìn)行培養(yǎng)后移植進(jìn)入缺損部位實(shí)現(xiàn)組織的修復(fù)已成為臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛采用的方法之一。在體外組織內(nèi)制備血管網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)體外組織功能的重要因素，因此，體外組織血管網(wǎng)絡(luò)的制備是組織工程領(lǐng)域最為重要的課題之一。為制備體外組織血管網(wǎng)絡(luò)，目前廣泛采用的工藝包括傳統(tǒng)模具工藝、增材制造工藝、犧牲工藝以及復(fù)合工藝。傳統(tǒng)模具工藝制備過程較為復(fù)雜，涉及的裝置及步驟較多，且制備的血管網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為單一，主要集中在二維結(jié)構(gòu)上；增材制造工藝主要包含了3D打印與噴墨打印，雖然可以打印結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的血管網(wǎng)絡(luò)，但所制備的血管網(wǎng)絡(luò)尺寸較大，制備方法擴(kuò)展能力較弱；犧牲工藝靈活性較高，無論是在血管網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度上，還是血管網(wǎng)絡(luò)尺寸范圍上，與其他制備工藝相比都具有較高的優(yōu)勢(shì)。犧牲工藝一般是與其他工藝進(jìn)行配合，在體外組織中制備血管網(wǎng)絡(luò)，也就是復(fù)合工藝。

工藝的多樣性保證了不同尺度的血管網(wǎng)絡(luò)的制備。從目前的研究現(xiàn)狀來看，在體外組織內(nèi)制備血管網(wǎng)絡(luò)廣泛采用的方法是復(fù)合工藝，此方法在制備管徑300μm的血管網(wǎng)絡(luò)時(shí)成熟度較高；對(duì)于管徑100μm的血管網(wǎng)絡(luò)，可采用靜電紡絲作為水溶性模塊去除后獲得，但此方法獲得的血管網(wǎng)絡(luò)尺寸較為單一，且結(jié)構(gòu)不可控。另外，通過內(nèi)皮細(xì)胞自身的生長(zhǎng)，結(jié)合外界刺激也可以獲得管徑較小的血管網(wǎng)絡(luò)。但目前的工藝在制備管徑為100-300μm的血管網(wǎng)絡(luò)上還存在技術(shù)壁壘。隨著增材制造技術(shù)的發(fā)展，光固化技術(shù)在制備特征尺寸較小的結(jié)構(gòu)上，相對(duì)其他工藝具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)，尤其是在制備微尺度血管網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，數(shù)字光處理(DLP,Digital Light Processing)技術(shù)被廣泛用來制備微尺度血管網(wǎng)絡(luò)體外組織或器官。

DLP技術(shù)由于其技術(shù)特點(diǎn)，在制備精細(xì)結(jié)構(gòu)上具有較高的優(yōu)勢(shì)，但目前針對(duì)DLP技術(shù)來制備微尺度血管網(wǎng)絡(luò)還存在以下兩點(diǎn)問題：(1)DLP技術(shù)對(duì)于材料要求較高，需要光固化材料配合使用才能使制備的結(jié)構(gòu)成型，使得所制備的結(jié)構(gòu)缺乏生物相容性，也限制了此項(xiàng)技術(shù)在制備體外組織時(shí)材料的選擇范圍；(2)DLP技術(shù)對(duì)于研究人員的專業(yè)知識(shí)和綜合技能要求較高，需要多學(xué)科研究人員進(jìn)行配合才能使用，使得臨床研究人員在制備體外組織時(shí)受阻，限制了部分臨床研究應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型的微尺度血管網(wǎng)絡(luò)體外組織及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明第一方面提供一種微尺度血管網(wǎng)絡(luò)體外組織的制備方法，包括：

1)提供3D打印的犧牲模塊；

2)將溫敏性智能水凝膠和交聯(lián)水凝膠混合后在溫度小于25℃下包覆所述犧牲模塊，成型后去除犧牲模塊，制備獲得宏觀尺寸血管網(wǎng)絡(luò)體外組織；

3)將步驟2)所述的宏觀尺寸血管網(wǎng)絡(luò)體外組織在溫度36℃～42℃下進(jìn)行培養(yǎng)，所述溫敏性智能水凝膠收縮以及交聯(lián)水凝膠交聯(lián)成型后制備獲得微尺寸血管網(wǎng)絡(luò)體外組織。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述步驟1)中犧牲模塊選自水溶性模塊。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述步驟1)中所述水溶性模塊的材質(zhì)選自聚乙烯醇；去除水溶性模塊的溶劑選自水。