[發明專利]一種仿生體表組織及其分步構建方法

有效

• 申請號: 202210089366.5
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114404661B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 劉霞;賈立濤;劉文帥;蔣海越
• 申請（專利權）人: 中國醫學科學院整形外科醫院
• 主分類號: A61L27/18
• 分類號: A61L27/18;A61L27/22;A61L27/36;A61L27/38;A61L27/50;A61L27/56;A61F2/28;A61F2/18
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 厲洋洋

本發明涉及一種仿生體表組織及其分步構建方法，該方法包括以下具體步驟：利用靜電紡絲儀將軟骨脫細胞基質光敏凝膠及輔助劑制備成微/納米纖維膜，并制備仿生軟骨膜；將軟骨脫細胞基質光敏凝膠及輔助劑溶于完全培養基中形成軟骨水凝膠；將種子細胞加入軟骨水凝膠中形成生物墨水；利用仿生軟骨膜和生物打印的軟骨構建仿生體表組織。模擬含軟骨膜體表組織的結構和組成成分特點，使用脫細胞基質材料，結合靜電紡絲和生物打印技術實現成分和結構的雙重仿生，并使用不同的功能細胞實現基質仿生，分步構建雙側為軟骨膜、中間為軟骨組織的體表軟骨組織，由結構和成分的仿生達到力學的仿生，提高構建物力學強度，滿足體表組織再造的臨床應用需求。

技術領域

本發明涉及三維生物打印及組織器官修復重建技術領域，具體涉及一種仿生體表組織及其分步構建方法。

背景技術

先天性疾病、創傷等導致的耳軟骨缺損嚴重影響患者的身心健康，而修復重建的難題為家庭和社會帶來了沉重的負擔。軟骨組織工程為耳廓再造提供了新的策略，前期已經利用聚羥基乙酸/聚乳酸(PGA/PLA)和軟骨細胞成功實現了組織工程耳廓的首個國際臨床突破。但是，長期隨訪發現再造耳廓存在三維結構逐漸模糊、萎縮、變形和塌陷等現象，長期臨床效果未達預期。組織工程耳廓的力學強度不足成為制約其臨床推廣應用的瓶頸。宏觀的生物力學特性與組織成分及微觀結構密切相關。因此，力學性能不足的核心問題是基質和微觀結構形成的不充分。

軟骨特異性基質成分及微觀結構特點，以及軟骨膜的存在共同賦予耳軟骨良好的彈性和力學強度。耳廓軟骨存在多尺度的結構特點，大體上來看耳軟骨分為三層，由雙側軟骨膜以及中間軟骨組織構成；組織學顯示兩側軟骨膜為平行排列的數層疏松纖維組織；中間層細胞與軟骨膜平行，膠原纖維交叉成網狀，可見散在分布的纖維組織錨定并生長入軟骨組織中。軟骨膜不但為軟骨組織提供營養和保護，在軟骨的力學性能中也發揮重要作用。因此，軟骨特異性基質的成分和結構特點及軟骨膜的存在共同賦予耳軟骨良好的彈性和力學強度。因此，模擬耳軟骨及軟骨膜組織成分及微觀結構特點，進行分步仿生構建，可能是解決力學難題的一個突破口。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種仿生體表組織及其分步構建方法，旨在解決現有技術中的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種仿生體表組織的分步構建方法，包括以下具體步驟：

S1：將軟骨脫細胞基質光敏凝膠及適量的強度增強劑溶解到六氟異丙醇中，獲得強度增強劑和軟骨脫細胞基質光敏凝膠質量百分數分別為10-50％和30-80％的溶液，然后將上述溶液加入靜電紡絲儀內制備成軟骨膜微納米纖維膜；

S2：將軟骨脫細胞基質光敏凝膠及適量的輔助劑同時溶于完全培養基中，獲得輔助劑和軟骨脫細胞基質光敏凝膠質量百分數分別為10-50％和30-80％的軟骨水凝膠；

S3：將適量的種子細胞接種到所述S1軟骨膜微納米纖維膜中形成種子細胞濃度為(1～50)×10⁶/mL的仿生軟骨膜，同時將適量的種子細胞接種到所述S2軟骨水凝膠中形成種子細胞濃度為(1～50)×10⁶/mL的軟骨生物墨水；

S4：利用所述S3仿生軟骨膜和軟骨生物墨水分步構建仿生體表組織。

本發明的有益效果是：本發明模擬含軟骨膜體表組織的結構和組成成分特點，使用脫細胞基質材料，結合靜電紡絲和生物打印技術實現成分和結構的雙重仿生，并使用不同的功能細胞實現基質仿生，分步構建雙側為軟骨膜、中間為軟骨組織的體表軟骨組織，由結構和成分的仿生達到力學的仿生，提高構建物力學強度，滿足體表組織再造的臨床應用需求。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述S1之前還包括S0：對軟骨組織進行預處理，獲得軟骨脫細胞基質光敏凝膠。