[發明專利]一種雙層圖案化界面結構的構建方法及其應用

在審

• 申請號: 202310691611.4
• 申請日: 2023-06-12
• 公開（公告）號: CN116536248A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 肖林;朱應歐;朱靜;吳釗英;張超
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C12N5/071
• 分類號: C12N5/071;C12N13/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 薛建強

本發明涉及生物制造技術領域，具體公開了一種雙層圖案化界面結構的構建方法及其應用，該構建方法包括：首先將組裝單元與可固化驅動液混合，制得預組裝混合液，并將其加入到組裝腔室內，利用第一駐波驅動所述預組裝混合液進行第一次組裝并固定，獲得第一層圖案化界面結構；然后翻轉第一層圖案化界面結構使具有圖案的一面作為第二次組裝的底面，通過原位疊加組裝腔室外壁的方式構建第二層組裝腔室，并再次加入預組裝混合液，利用第二駐波驅動預組裝混合液進行第二次組裝并固定即可。采用本發明方法獲得的雙層圖案化界面結構層間連接緊密，且結構整體呈現連續性，能夠更好地模擬天然組織中的界面結構。

技術領域

本發明涉及生物制造技術領域，尤其是涉及一種雙層圖案化界面結構的構建方法及其應用。

背景技術

法拉第波由英國物理學家、化學家法拉第于1831年提出，被定義為液體層的上下垂直振動在氣液界面產生的非線性駐波。相關研究表明將法拉第波應用于生物組裝，其利用聲波產生的聲輻射力或流體作用力，能夠操控分散于傳播介質中的組裝單元移動至勢能低處，為構建工程組織提供了一種新的方法。

法拉第波生物組裝以非接觸、非侵入性的方式將組裝單元組裝到特定位置，可以很好地保持細胞的活性。同時，此方法具有較好的可控性，可以通過控制組裝參數，進而改變組裝形成的結構。此外，法拉第波生物組裝在幾秒之內完成，組裝效率高。鑒于這些優勢，將法拉第波應用于構建生物組織具有潛在的應用價值。有研究表明將法拉第波應用于人誘導的多能干細胞衍生心肌細胞，可形成有序的、緊密堆積的心臟微組織，且在這些高密度區域內細胞具有較高的活性。此外，還有研究表明采用聲學差分生物組裝技術，可以將人類誘導的多能干細胞衍生的肝球體和內皮細胞組裝成體外的六邊形細胞結構，以模擬肝小葉中的脊髓和正弦結構，這種肝小葉模型能重建肝臟的代謝和分泌功能。然而利用法拉第波模擬構建具有精細構造且分層的復雜組織(如骨-軟骨界面結構)還少有報道。

為了更好地模擬構建具有精細構造且分層的復雜組織，申請人前期也建立了利用法拉第波組裝多層結構的方法，這種多層組裝方法是先利用法拉第波驅動組裝單元形成特定的圖案化結構，然后使液體固化將圖案結構固定，以圖案化結構為組裝腔室基底，疊加一層相同厚度的組裝腔室，再加入固化液和組裝單元，法拉第波驅動形成第二層圖案，再次固定下來可得到雙層圖案化結構，重復同樣步驟可得到多層圖案化結構。然而，不足的是，其不能較好地模擬人體組織具有顯著差異且緊密連接的特點。因此，亟需尋求一種新的雙層圖案化界面結構的構建方法以解決上述問題。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出了一種雙層圖案化界面結構的構建方法，其構建方法簡單，獲得的雙層圖案化界面結構具有連接緊密且又存在類型差異等優點，有利于更好模擬人體組織具有顯著差異且緊密連接的特點。

本發明還提出一種雙層圖案化界面結構。

本發明還提出一種上述雙層圖案化界面結構及其制備方法在在以下任一項中的應用，

A1)、構建工程化骨-軟骨界面結構；

A2)、構建皮膚分層結構；

A3)、構建血管結構；

A4)、構建軟骨、皮膚或血管疾病模型；

A5)、制備組織修復材料。

本發明的第一方面，提供了一種雙層圖案化界面結構的構建方法，其包括以下步驟：

步驟S1、將組裝單元與可固化驅動液混合，制得預組裝混合液；

步驟S2、向組裝腔室內加入所述預組裝混合液，利用第一駐波驅動所述預組裝混合液進行第一次組裝并固定，獲得第一層圖案化界面結構；