The invention discloses a construction system and a method for preparing a three-dimensional multi-scale vascularized stent, which comprises a three-dimensional printer, a medical syringe, an air compressor and a high voltage. This method combines bio-3D printing technology with electrohydrodynamic direct writing technology to fabricate a three-dimensional multi-scale vascularized network channel by adding and reducing materials manufacturing technology. The three-dimensional shape of the template required by the invention is given by the shape of the printed gelatin hemisphere, and the whole process is free from harmful substances and the material is easy to obtain. With the help of the printability of gelatin, Planick F127 and PCL, three-dimensional multi-scale vascular scaffolds can be formed, which solves the problem that three-dimensional multi-scale vascular network can not be obtained by using bio-3D printing alone. It is of great significance for clinical medicine to solve the problem of vascularization in human tissue repair.
【技术实现步骤摘要】
一种三维多尺度血管化支架的构建系统和方法
本专利技术涉及一种三维多尺度血管化支架的构建系统和方法，应用于生物制造
技术介绍
在过去的几年中，与组织工程相关的研究，如神经，皮肤，耳和软骨等的制造已经有了较大的发展。然而，复杂的器官和体外组织制造在这一领域仍然是一个巨大的挑战。在这个制造过程中最重要的问题之一是三维血管网络的形成。在工程化组织结构中，细胞必须与氧气和营养供应足够接近(100-200μm)才可以防止其坏死，同时均匀分布的三维血管和毛细血管网络也为代谢产物提供了传递通道。因此，工程组织支架中血管化的形成对于组织再生是重要的，并且有利于工程组织支架与宿主脉管系统的整合。目前，主要用来解决血管化问题的方法分为以下几种：第一种是构建类血管结构直接替代原本受损血管即直接制备人造血管来进行替代。在该方法中，海藻酸钠和氯化钙的同轴挤出用于形成单根管结构的中空纤维。根据需要把打印的中空纤维嵌入工程支架得到具有预血管化网络的工程支架。第二种是通过构建带通道结构促进内皮细胞等形成血管化。国外研究表明，在水凝胶材料中制备出带通道的结构可以促进血管化。因此这种方法中是...
【技术保护点】
1.一种三维多尺度血管化支架的构建系统，包括3D打印机(1)，医用注射器(2)，空气压缩机(3)和高压电源(4)，其特征在于，3个所述医用注射器(2)安装在3D打印机(1)上，其中第一和第二个医用注射器与空气压缩机(3)相连接作为3D打印第一和第二喷头，用于打印改性明胶与普朗尼克F127；第三个医用注射器的针头与高压电源(4)的正极相连，作为3D打印第三喷头；3D打印机(1)的接受平台(5)与高压电源(4)的地线相连用于电流体动力直写；采用生物3D打印技术与电流体动力直写技术相结合通过增减材复合制造的方法制备出含有三维多尺度血管化通道网络的组织支架。
【技术特征摘要】
1.一种三维多尺度血管化支架的构建系统，包括3D打印机(1)，医用注射器(2)，空气压缩机(3)和高压电源(4)，其特征在于，3个所述医用注射器(2)安装在3D打印机(1)上，其中第一和第二个医用注射器与空气压缩机(3)相连接作为3D打印第一和第二喷头，用于打印改性明胶与普朗尼克F127；第三个医用注射器的针头与高压电源(4)的正极相连，作为3D打印第三喷头；3D打印机(1)的接受平台(5)与高压电源(4)的地线相连用于电流体动力直写；采用生物3D打印技术与电流体动力直写技术相结合通过增减材复合制造的方法制备出含有三维多尺度血管化通道网络的组织支架。2.一种三维多尺度血管化支架的构建方法，使用如权利要求1所述的三维多尺度血管化支架的构建系统进行操作，其特征在于，操作步骤如下：a.在3D打印机(1)接收平台(5)上打印用于接收牺牲模板的半球形支架：用去离子水配置15±0.5％的水凝胶，放置60±2℃水浴中进行搅拌，直至水凝胶颗粒均匀溶解并且温度降到30±1℃，此时加入交联剂以交联水凝胶溶液，将配置好的水凝胶加热至熔融态并保持装入第一个医用注射器中，使用生物打印机的第一个喷头把熔融态明胶在3D打印机(1)接收平台(5)上打印出半球形支架；b.打印血管网络的主通道与次级通道牺牲模板：用去离子水配置35±1％的普朗尼克F127，在4±0.1℃环境下进行搅拌，直至普朗尼克F127均匀溶解，将配置好的普朗尼克F127装入第二个医用注射器中，温度恢复到30±1℃使普朗尼克F127保持在可打印状态，第二个喷头的规格先用20G的针头，在步骤a中打印的半球形支架上打印设计好的血管化网络的主通道牺牲模板；将第二个喷头换为规格为15G的针头，在步骤a中打印的半球形支架上打印设计好的血管化网络的次级通道牺牲模板；c.进行电流体动力直写工艺打印血管网络的微通道牺牲模板：聚己内酯PCL、二甲基酰胺和二氯甲烷以1：3：6的质量比进行配置。把配置好的溶液加入第三个医用注射器中，第三个喷头的规格选用20G的针头，打开高压电源(4)，溶液在高压电场作用下，电荷借助电极...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡庆夕，沈显虎，张海光，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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