[發明專利]一種專用模具及其制備活體器官的方法

在審

• 申請號: 202110055945.3
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112472358A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 王小紅;溫良
• 申請（專利權）人: 中國醫科大學
• 主分類號: A61F2/02
• 分類號: A61F2/02;A61F2/04;A61L27/18;A61L27/20;A61L27/22;A61L27/38;A61L27/50;A61L27/52;A61L27/54
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 邵明新

1.一種專用模具及其制備活體器官的方法，其特征在于，專用模具包括底模具、至少一內模具及至少一外模具；

所述底模具內壁形成由下至上半徑逐級增大的環形階梯，底模具的底面上設置有凹槽；外模具的個數與階梯層數相對應，外模具為兩端敞開的套形結構；外模具放置于對應的階梯上，形成頂部敞開式結構；內模具與凹槽的個數相同，每個內模具對應一個凹槽，每個內模具包括用于模擬血管、膽管、神經、氣管二級分支通道的橫向模具，及用于模擬一級通道分支的縱向模具；使用時，縱向模具嵌入底模具的相應凹槽內，凹槽直徑與縱向模具直徑完全一致；

制備活體器官的方法，包括步驟：

步驟1）制備質量體積濃度為0.5％～20％的水凝膠溶液作為基質溶液，提取或購買動物細胞制成細胞懸浮液，細胞密度為1×10³～5×10⁷個/ml，將基質溶液與細胞懸浮液按體積比1:9～9:1混合制成含細胞的基質溶液，重復上述步驟制作含有多種不同細胞的基質溶液；

步驟2）制備質量百分濃度為1％～30％的合成高分子溶液，合成高分子材料采用聚氨酯、聚己內酯、聚碳酸酯、聚乳酸、聚乙二醇、聚羥基酸酯中的一種或幾種材料的復合物，用于溶解合成高分子材料的有機溶劑采用四乙二醇、乙二醇、異丙醇或 1，4-二氧六環；

步驟3）使用3D打印技術，將無細胞毒性的材料打印制成專用模具的各個組成部分；將四個橫向模具穿過縱向模具上的孔洞，構建成一組內模具；根據不同需求可先將含細胞的基質溶液在內模具上涂覆一層，以構成血管、膽管、神經、氣管等結構；再將該組內模具中的縱向模具安裝到底模具上的一個定位凹槽內，完成對該組內模具的定位；再將另一組內模具用相同的方法組裝，并根據需求進行涂覆，以構成和第一組內模具不同的結構，并安裝到底模具上的另一個定位凹槽內；將內層外模具安裝到底模具的內側階梯上，沿水平方向調整橫向模具的位置，使其一端貼近內層外模具的內壁；將一種含有細胞的基質溶液從上端加入到模具內腔中，使用物理或化學交聯制成第一層細胞基質層；

步驟4）去除內層外模具，先沿著水平方向取出橫向內模具，再將中層外模具安裝到底模具的相應階梯上，通過外模具上端向中層內模具與已形成的細胞基質層之間的空腔中加入含有另一種細胞的基質溶液，并進行交聯，制成第二層細胞基質層；

步驟5）去除中層外模具，安裝外層外模具到底模具相應階梯上，重復步驟4）的加料步驟制備出第三層細胞基質層；

步驟6）將外層外模具和底模具去除，沿著豎直方向拆除縱向模具，這樣可以減少對已形成的細胞基質層的破壞，取出已形成的細胞基質層，最終獲得相對較完整的帶多分支垂直通道的復雜活體器官。

2.根據權利要求1所述的一種專用模具及其制備活體器官的方法，其特征在于：橫向模具插接于縱向模具上預留的孔洞內。

3.根據權利要求1所述的一種專用模具及其制備活體器官的方法，其特征在于：內層外模具放置于一層階梯，中層外模具放置于二層階梯，外層外模具放置于三層階梯；且放置后，3個外模具中心共線，且外模具頂部平齊。

4.根據權利要求1所述的一種專用模具及其制備活體器官的方法，其特征在于：外模具與其對應的階梯在接觸處無縫貼合。

5.根據權利要求1所述的一種專用模具及其制備活體器官的方法，其特征在于：底模具底面可以為平面、凹面或者凸面中的任意一種，兩個凹槽均為尺寸相同的兩圓形凹槽。

6.根據權利要求1所述的一種專用模具及其制備活體器官的方法，其特征在于：縱向模具的橫截面可以是圓形、方形、橢圓形中的任意一種，縱向模具上的孔洞與橫向模具的圓柱直徑一致；外模具采用硬質無生物毒性材料，內模具采用無生物毒性材料制成。

7.根據權利要求1所述的一種專用模具及其制備活體器官的方法，其特征在于：橫向模具在穿過縱向模具上的孔洞后，可以沿水平方向調整具體位置，用以配合不同內徑的外模具使用。