The invention provides a preparation method of artificial tissue and organ soft scaffolds with growth factor controllable. Firstly, through computer aided design modeling, the scaffolds'external shape and internal structure, size, porosity and so on are designed and controlled; secondly, with hydrogel material as biological scaffolds, the hydrogel has a high molecular porous network system, which is beneficial to the scaffolds. Cell adhesion and growth and proliferation, soft and strong plasticity, easy to process the required tissue or organ shape. In the process of printing, the whole scaffold is printed by multiple nozzles. First, a layer of hydrogel matrix material is printed, then a layer of tissue cells is printed on it. After crosslinking, growth factors are printed according to the gradient distribution of a certain concentration. A three-dimensional scaffold structure with controllable growth factor concentration gradient can not only guarantee the activity of growth factors and cells, but also realize the accurate and controllable distribution of growth factor concentration gradient in the scaffold.
【技术实现步骤摘要】
一种生长因子可控的人工组织器官软体支架制备方法
本专利技术涉及生物组织工程
,具体涉及一种生长因子可控的人工组织器官软体支架制备方法。
技术介绍
当下由于疾病、衰老、事故、战争等导致的器官衰竭或组织损坏的临床病例逐年递增,医学上常采用器官移植、人工替代物及药物等方法来治疗组织器官病变;但是,用于移植的异体器官供不应求,而且移植中易发生免疫排斥反应,患者必须长期使用抗免疫药物,因此移植成功率比较低。而人工替代支架结构可控、生物相容性良好,利于体外活体组织器官的培养,增大了移植可能性。人体组织器官属于软组织,是由不同的组织细胞按一定的次序联合形成具有一定功能的组织结构。在组织器官修复过程中,组织化促进生长因子如胰岛素、胰高血糖素、表皮生长因子、肝细胞生长因子(HGF)、肝细胞再生刺激因子(HSS)、碱性成纤维细胞因子及血管内皮细胞生长因子不仅能够促进体外培养组织细胞的生长、分化、增殖及生物学性能的维持,同时将可溶性信号因子与生物支架结合能够触发并刺激细胞三维培养物的血管形成。除此之外,组织器官内部血管分布高度密集,这还要求促血管因子能够按照一定的浓度梯度分布参与组织修复。传统的生物支架制造方法如溶液浇铸/粒子沥出法、热致相分离法和静电纺丝法等,在构造生物组织支架上存在一定缺陷,难以实现自然组织的结构和功能。首先,支架制造过程中有高温、紫外光照及有机溶剂等因素,严重影响生长因子与细胞的活性,不利于生长因子、细胞参与支架的构建。其次,这些方法不能对支架结构的孔径、孔隙率进行有效控制,导致种植于支架的细胞游离在支架表面,分布不均匀,无法实现生长因子的浓度梯度可 ...
【技术保护点】
1.一种生长因子可控的人工组织器官软体支架制备方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:获取待打印的人工组织器官软体支架三维模型,并对三维模型进行分层切片处理,获取分层截面数据;步骤2:向步骤1中分层截面数据中导入对应的生长因子浓度梯度数据;步骤3:制备水凝胶支架基体材料,基体材料包括去离子水、海藻酸钠、明胶,其中海藻酸钠的质量分数为2%~5%,明胶的质量分数为0.8%~1.2%;根据组织器官的细胞密度制备具有对应细胞密度的软体组织细胞悬液;所述细胞悬液包括DMEM细胞培养液、血清和患者自体的器官组织细胞;并依据不同组织器官的血管分布、结构功能制备具有相应调节作用的生长因子蛋白悬液;步骤4:将软体组织细胞悬液装入第一压电打印喷头储液腔,将生长因子蛋白悬液装入第二压电打印喷头储液腔,将水凝胶支架基体材料装入挤压打印喷头储液腔;步骤5:按照步骤1中的分层截面数据控制挤压打印喷头打印一层水凝胶支架,然后采用质量分数3%~5%的雾化氯化钙溶液对水凝胶支架进行固化;步骤6:按照步骤1中的分层截面数据控制第一压电打印喷头在固化后的水凝胶支架上打印一层软体组织细胞;步骤7:按照步骤2中的生长因子浓度梯 ...
【技术特征摘要】
1.一种生长因子可控的人工组织器官软体支架制备方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:获取待打印的人工组织器官软体支架三维模型,并对三维模型进行分层切片处理,获取分层截面数据;步骤2:向步骤1中分层截面数据中导入对应的生长因子浓度梯度数据;步骤3:制备水凝胶支架基体材料,基体材料包括去离子水、海藻酸钠、明胶,其中海藻酸钠的质量分数为2%~5%,明胶的质量分数为0.8%~1.2%;根据组织器官的细胞密度制备具有对应细胞密度的软体组织细胞悬液;所述细胞悬液包括DMEM细胞培养液、血清和患者自体的器官组织细胞;并依据不同组织器官的血管分布、结构功能制备具有相应调节作用的生长因子蛋白悬液;步骤4:将软体组织细胞悬液装入第一压电打印喷头储液腔,将生长因子蛋白悬液装入第二压电打印喷头储液腔,将水凝胶支架基体材料装入挤压打印喷头储液腔;步骤5:按照步骤1中的分层截面数据控制挤压打印喷头打印一层水凝胶支架,然后采用质量分数3%~5%的雾化氯化钙溶液对水凝胶支架进行固化;步骤6:按照步骤1中的分层截面数据控制第一压电打印喷头在固化后的水凝胶支架上打印一层软体组织细胞;步骤7:按照步骤2中的生长因子浓度梯度数据控制第二压电打印喷头在固化后的水凝胶支架上打印一层生长因子,并通过控制第二压电打印喷头的打印频率,实现同一分层截面中不同区域生长因子浓度梯度分布;步骤8:重复步骤5~步骤7,直至所有分层打印完毕,支架制作完成。2.根据权利要求1所述一种生长因子可控的人工组织器官软体支架制备方法,其特征在于:步骤3中的软体组织细胞悬液内细胞密度为对应组织器官中细胞密度的110%-140%。3.根据权利要求2所述一种...
【专利技术属性】
技术研发人员:汪焰恩,宋瑶,国玉鸿,蔡显轩,柴卫红,杨明明,王国伟,饶逸文,姜安国,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。