【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于组织工程领域，涉及一种用于3d生物打印的生物墨水及其制备方法与应用，尤其涉及一种用于3d生物打印的生物墨水及其在制备3d生物打印仿生血管网络中的应用。
技术介绍
1、组织工程是再生医学中解决组织修复和器官替换问题的新兴手段。目前阻碍大尺寸组织工程支架构建的主要问题是距离表面较远的细胞无法获得充足的物质交换，从而处在较差的生存状态难以实现细胞功能甚至导致细胞死亡。通常情况下，大尺寸中心部位的细胞难以通过扩散的方式获得充足的营养和氧气。而血管可以为组织和器官的营养运输和代谢产物排除提供通道，因此推动了血管化组织工程的发展。
2、目前的血管化组织工程多采用血管内皮细胞与组织细胞的共培养方式，难以在体外形成互通的血管网络结构且在体内与宿主循环系统联接有限从而导致形成的血管难以长期维持。3d打印技术的进展为血管网络支架的制备带来了新的手段。如cn111733125a公开了一种基于3d打印技术的浇筑成型仿生毛细血管网的制法，先利用3d打印技术制备内含三维立体通道和生长因子的水凝胶，再将内皮细胞接种至通道中培养一段时间后，得到浇筑成型仿生毛细血管网，其中，三维立体通道为人体动脉或静脉血管网络状结构，由多个圆柱状通道组成，相邻两个圆柱状通道的中心距小于等于5mm，水凝胶为可被内皮细胞及其分化出的细胞侵入的水凝胶。然而，尽管通过同轴打印或牺牲墨水的方式可以构建出高精度且内部相互连通的血管网络结构，血管细胞在支架中的生长方式仍是无序的，最终在血管壁部位支架内部形成毛细血管网络，而难以生成匹配打印模型具备仿生结构和细胞分布的
3、综上所述，如何制备出一种具有体内血管仿生结构与功能的组织工程血管网络，并在植入初期可以快速与宿主循环系统联接，是需要解决的关键问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于3d生物打印的生物墨水及其制备方法与应用。本专利技术设计全新的双网络生物墨水，可基于其动静态结构调控组织或器官的细胞(如血管内皮细胞与血管支持细胞)的自组装形成仿生结构，利用3d打印形成形态、尺寸和排列可控的仿生组织或器官。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种用于3d生物打印的生物墨水，所述生物墨水包括氧化葡聚糖、甲基丙烯化明胶(gelma)、明胶和光引发剂。
4、本专利技术中，利用氧化葡聚糖、明胶及甲基丙烯化明胶构建了具有动静态结构的双网络生物墨水，利用生物墨水动态网络的自修复及剪切稀化性能实现高精度的生物打印并在打印过程中保护细胞活性；利用光固化形成静态结构网络，为细胞体外培养提供稳定的力学环境，在3d生物打印领域具有广阔应用前景，例如利用该墨水负载血管内皮细胞与血管支持细胞打印的血管网络在体外培养中通过细胞自组装形成仿生的血管壁结构，通过调控打印针头尺寸、打印模型设计等参数可制备形态、尺寸和排列可控的组织工程血管网络。
5、优选地，所述氧化葡聚糖的分子量为50000～600000da，包括但不限于51000da、55000da、60000da、80000da、100000da、200000da、500000da、550000da、560000da、580000da或590000da。
6、优选地，所述甲基丙烯化明胶的甲基丙烯化接枝率为30％～95％(w/v)，包括但不限于31％、32％、35％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、92％、93％或94％等，不在一一列举。
7、优选地，所述明胶包括a型明胶，冻力为100～400g bloom，例如100gbloom、200gbloom、300g bloom或400g bloom等。
8、优选地，所述光引发剂包括苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基亚磷酸锂和/或irgacure2959。
9、优选地，所述生物墨水中氧化葡聚糖的浓度为0.1％～8％(w/v)，例如0.1％、0.5％、1％、2％、4％、6％或8％等。
10、优选地，所述生物墨水中甲基丙烯化明胶的浓度为0.1％～30％(w/v)，例如0.1％、0.5％、1％、2.5％、5％、7.5％、10％、15％、20％、25％或30％等。
11、优选地，所述生物墨水中明胶浓度为1％～20％(w/v)，例如2.5％、5％、7.5％、10％、12.5％、15％、17.5％或20％等。
12、优选地，所述生物墨水中光引发剂的浓度为0.1％～5％(w/v)，例如0.1％、0.25％、0.5％、1％、2％、3％、4％或5％等。
13、优选地，所述生物墨水还包括溶剂。
14、优选地，所述溶剂包括pbs缓冲液。
15、优选地，所述pbs缓冲液为不含ca2+和mg2+的1×pbs缓冲液。
16、优选地，所述生物墨水按质量浓度为100％计包括0.1％～8％氧化葡聚糖、0.1％～30％甲基丙烯化明胶、1％～20％明胶和0.1％～5％光引发剂，余量为pbs缓冲液。
17、第二方面，本专利技术提供第一方面所述的用于3d生物打印的生物墨水的制备方法，所述制备方法包括：
18、将氧化葡聚糖、甲基丙烯化明胶、明胶和光引发剂混合，得到所述生物墨水。
19、优选地，其特征在于，所述氧化葡聚糖的制备方法包括将氧化剂与葡聚糖溶液混合，进行氧化反应，加入终止剂终止反应，透析后干燥，得到氧化葡聚糖。
20、优选地，所述氧化剂包括高碘酸钠。
21、优选地，所述终止剂包括乙二醇。
22、优选地，所述葡聚糖溶液浓度为5％～20％(w/v)，葡聚糖分子量为50000～600000da，例如50000da、100000da、150000da、200000da、250000da、300000da、350000da、400000da、450000da、500000da、550000da或600000da等。
23、优选地，所述氧化剂与葡聚糖质量比例为(0.2～2):1，例如0.2:1、0.5:1、0.8:1、1:1、1.2:1、1.5:1、1.8:1或2:1等。
24、优选地，所述终止剂与高碘酸钠的摩尔比例为(1～2):1，例如1:1、1.2:1、1.5:1、1.8:1或2:1等。
25、优选地，所述氧化反应在避光条件下进行。
26、优选地，所述氧化反应温度为23～27℃，例如可以是24℃、25℃或26℃等等，反应时间为2～24h，例如2h、4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h或24h等。
27、优选地，所述透析的时间为2～7天，例如2天、5天、7天等，每4h更换蒸馏水。
28、优选地，所述干燥的温度为-50～-60℃，例如-50℃、-53℃、-55℃、-58℃或-60℃等，时间为8～48h，例如2h、4h、8h、12h、18本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于3D生物打印的生物墨水，其特征在于，所述生物墨水包括氧化葡聚糖、甲基丙烯化明胶、明胶和光引发剂。
2.根据权利要求1所述的用于3D生物打印的生物墨水，其特征在于，所述氧化葡聚糖的分子量为50000～600000Da；
3.权利要求1或2所述的用于3D生物打印的生物墨水的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的用于3D生物打印的生物墨水的制备方法，其特征在于，所述氧化葡聚糖的制备方法包括将氧化剂与葡聚糖溶液混合，进行氧化反应，加入终止剂终止反应，透析后干燥，得到氧化葡聚糖；
5.根据权利要求3或4所述的用于3D生物打印的生物墨水的制备方法，其特征在于，所述甲基丙烯化明胶的制备方法包括将甲基丙烯酸酐与明胶溶液混合，反应后进行稀释，透析后干燥；
6.权利要求1或2所述的用于3D生物打印的生物墨水在3D生物打印仿生组织或器官中的应用。
7.一种3D生物打印仿生组织或器官的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的3D生物打印仿生组织或器
9.一种仿生血管网络，其特征在于，所述仿生血管网络由权利要求7或8所述的3D生物打印仿生组织或器官的制备方法制备得到。
10.一种血管化组织工程支架，其特征在于，所述组织工程支架包括如权利要求9所述的仿生血管网络。
...【技术特征摘要】
1.一种用于3d生物打印的生物墨水，其特征在于，所述生物墨水包括氧化葡聚糖、甲基丙烯化明胶、明胶和光引发剂。
2.根据权利要求1所述的用于3d生物打印的生物墨水，其特征在于，所述氧化葡聚糖的分子量为50000～600000da；
3.权利要求1或2所述的用于3d生物打印的生物墨水的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的用于3d生物打印的生物墨水的制备方法，其特征在于，所述氧化葡聚糖的制备方法包括将氧化剂与葡聚糖溶液混合，进行氧化反应，加入终止剂终止反应，透析后干燥，得到氧化葡聚糖；
5.根据权利要求3或4所述的用于3d生物打印的生物墨水的制备方法，其特征在于，所述甲基丙烯化...
【专利技术属性】
技术研发人员：巫林平，陈珺，吴玉琼，张迪，黄家荣，
申请(专利权)人：中国科学院广州生物医药与健康研究院，
类型：发明
国别省市：
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