[發(fā)明專利]一種具有仿生螺旋取向化微結(jié)構(gòu)的人工心室及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110598810.1 | 申請日： | 2021-05-31 |
| 公開（公告）號： | CN113274555B | 公開（公告）日： | 2022-05-03 |
| 發(fā)明（設計）人： | 熊卓;方永聰;張婷;魯冰川 | 申請（專利權(quán)）人： | 清華大學 |
| 主分類號： | A61L27/38 | 分類號： | A61L27/38;A61L27/02;A61L27/16;A61L27/18;A61L27/20;A61L27/22;A61L27/24;A61F2/02;A61F2/08;A61F2/24;B29C64/209;B29C64/321;B33Y30/00;B33Y40/00 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 具有 仿生 螺旋 取向 微結(jié)構(gòu) 人工 心室 及其 制備 方法 | ||
1.一種具有仿生螺旋取向化微結(jié)構(gòu)的人工心室的制備方法，包括如下步驟：
S1、在鈣離子交聯(lián)液中，采用同軸噴頭A和同軸噴頭B交替擠出載心肌細胞的心肌纖維絲和載血管生成細胞的中空血管纖維絲，并通過旋轉(zhuǎn)的橢球狀收集器進行收集，實現(xiàn)3D打印；同時，橫向往復移動所述同軸噴頭A和所述同軸噴頭B、并逐層改變偏轉(zhuǎn)角度，得到具有螺旋取向化的纖維排布結(jié)構(gòu)；
S2、所述3D打印結(jié)束后，從所述橢球狀收集器上脫模得到人工心室，并進行二次交聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述載心肌細胞的心肌纖維絲由氯化鈣溶液與載心肌細胞的生物墨水A交聯(lián)得到；
所述載血管生成細胞的中空血管纖維絲由氯化鈣溶液與載血管生成細胞的生物墨水B交聯(lián)得到；
所述生物墨水A和所述生物墨水B均為海藻酸鈉水溶液或海藻酸鈉與天然高分子水凝膠和合成高分子水凝膠中至少一種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述天然高分子水凝膠為明膠、膠原、殼聚糖、絲素蛋白、透明質(zhì)酸、纖維蛋白原、硫酸軟骨素、白蛋白以及它們的甲基丙烯酰化產(chǎn)物中的至少一種；
所述合成高分子水凝膠材料為聚乙二醇、聚丙烯醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚磷腈、聚N-異丙基丙烯酰胺類水凝膠以及它們的甲基丙烯酰化產(chǎn)物中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制備方法，其特征在于：所述生物墨水A和所述生物墨水B中，所述海藻酸鈉的質(zhì)量-體積濃度為10～100mg/mL，所述天然高分子水凝膠和/或所述合成高分子水凝膠的質(zhì)量-體積濃度為1.0～100mg/mL。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述心肌細胞為原代心肌細胞、胚胎干細胞和誘導多能干細胞定向分化來源的心肌細胞中的至少一種；
所述生物墨水A中，所述心肌細胞的密度為106/mL～108/mL；
所述心肌纖維絲的直徑為50μm～200μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述血管生成細胞為內(nèi)皮細胞，或內(nèi)皮細胞與平滑肌細胞、周細胞和成纖維細胞中至少一種細胞的混合細胞；
所述生物墨水B中，所述血管生成細胞的密度為105/mL～108/mL；
所述中空血管纖維絲的外徑為200μm～1000μm，厚度為20μm～200μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：步驟S1中，所述心肌纖維絲與所述中空血管纖維絲的打印層數(shù)比為20：1～1：1；
所述鈣離子交聯(lián)液的質(zhì)量-體積濃度為10～200mg/mL。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于：步驟S1中，所述橢球狀收集器通過模擬人左心室的拓撲結(jié)構(gòu)設計得到；
所述橢球狀收集器的材質(zhì)為硅橡膠、不銹鋼或鋁合金；
所述3D打印的層數(shù)為3～100層之間；
所述同軸噴頭A和所述同軸噴頭B的擠出速度均為0.1～10mm3/s，橫向往復移動的路程為5～100mm，橫向移動速率為0.01～10.0mm/s；
每層偏轉(zhuǎn)角度為1～30°，收集器的旋轉(zhuǎn)速度為0.1～100rpm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于：步驟S2中，所述二次交聯(lián)為海藻酸鈉與鈣離子之間的交聯(lián)或下述交聯(lián)方式中任一種：
溫度交聯(lián)、酶交聯(lián)、光交聯(lián)和共價交聯(lián)。
10.權(quán)利要求1-9中任一項所述方法制備的人工心室。
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