【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及细胞组装的，尤其是涉及基于数字光处理和声场的细胞组装方法及其细胞组装装置。
技术介绍
1、体外合成具有仿生结构和功能的人造器官或组织一直是生物医学领域的研究热点之一，目前，体外合成器官主流的方法包括生物3d打印和生物组装技术。
2、3d打印是实现定制化生产的一种增材制造技术，而生物3d打印是以细胞为核心原材料的打印技术，生物3d打印中通过细胞结合具有良好特征特性及生物相容性的材料，再加入细胞生长所需营养物质及诱导因子，以形成打印所需的光敏生物墨水。生物3d打印合成人造器官或组织时，需要对器官或组织进行三维建模，并确定单层打印结构后进行逐层打印，其中，生物墨水可通过数字光处理进行逐层打印。数字光处理是3d打印中常用的一种光固化打印方法，在单层结构打印过程中，数字光处理利用紫外光照射光敏生物墨水，光敏生物墨水经短时间紫外光照射后从液态固化形成凝胶，再加入下一层生物墨水以逐层打印成型。
3、而生物墨水通过数字光处理进行生物3d打印时，细胞在生物墨水中随机分布，并且受材质限制在生物墨水中的占比偏小，导致细胞间距较大，经培养后难以实现细胞间交联以及进一步的生物学形态和功能。因此，现有的相关技术中，能够通过生物组装技术实现细胞间的紧密连接。生物组装技术是通过物理场如声场，与细胞产生相互作用，使细胞按照一定的图案形状紧密排布。
4、声场组装技术主要通过在预制组装腔室中加入含细胞的组装单元悬液，组装单元悬液经声波产生的稳态物理场使得细胞聚集在驻波声场的声势阱中，进而按一定的图案紧密排布，然而，预
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供基于数字光处理和声场的细胞组装方法及其细胞组装装置，光敏生物墨水于组装腔室内固化形成细胞组装区域，细胞组装区域能够于组装腔室内固化形成任意形态，进而组装单元悬液于细胞组装区域内能够固化获得相对复杂的图案，以改善现有的组装腔室因形状固定，细胞于组装腔室内难以排列形成复杂图案的问题。
2、第一方面，本专利技术提供基于数字光处理和声场的细胞组装方法，包括以下步骤：
3、对待组装的生物组织进行三维建模，确定每层的细胞组装区域的图案；
4、于所述组装腔室内添加光敏生物墨水，并将所述细胞组装区域的图案通过固化光源投射于所述组装腔室内，所述光敏生物墨水经照射后固化形成所述细胞组装区域；
5、将组装单元悬液加入至所述细胞组装区域中，并于所述组装腔室内引入声场，所述组装单元悬液中的细胞聚集在驻波场声势阱中，形成单元图案，固化光源照射所述单元图案，所述组装单元悬液固化形成单元组装层；
6、所述单元组装层上再次加入所述光敏生物墨水或所述组装单元悬液，重复上述步骤，逐层固化形成三维生物组织。
7、在优选的实施例中，所述光敏生物墨水包括光敏组装液ⅰ和光引发剂ⅰ。
8、进一步的实施例中，所述光敏组装液ⅰ为甲基丙烯酰化明胶、甲基丙烯酰化透明质酸、甲基丙烯酰化海藻酸钠、丝素蛋白和丝胶蛋白中的一种或多种。
9、进一步的实施例中，所述光引发剂ⅰ为苯基-2，4，6-三甲基苯甲酰基亚磷酸锂、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯和2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的一种或多种。
10、在一实施例中，所述组装单元悬液包括光敏组装液ⅱ、光引发剂ⅱ、活细胞、细胞营养物质和刺激因子。
11、进一步的实施例中，所述活细胞为干细胞、原代细胞、细胞微球或细胞载体微粒的一种或多种的混合物，所述活细胞的直径为10～2000μm。
12、在一实施例中，所述声场为法拉第波声场、体超声波声场以及表超声波声场中的一种或多种。
13、在一实施例中，所述细胞组装区域包括外框结构；或者
14、所述细胞组装区域包括外框结构以及位于所述外框结构内部的定位结构；
15、所述组装腔室的外接圆直径为0.3～30cm，组装腔室的高度为0.1～20mm。
16、在一实施例中，培养所述三维生物组织，所述三维生物组织生长成为体外组织和器官替代物。
17、第二方面，本专利技术提供的细胞组装装置，所述细胞组装装置用于执行上述所述的基于数字光处理和声场的细胞组装方法。
18、基于上述技术方案，本专利技术具有如下技术效果：
19、本专利技术提供的基于数字光处理和声场的细胞组装方法及其细胞组装装置，将光敏生物墨水添加至组装腔室内，对组装腔室内投射细胞组装区域的图案，光敏生物墨水能够形成对应图案的细胞组装区域，将组装单元悬液加入至细胞组装区域中，经声场组装处理后由固化光源照射，组装单元悬液固化形成单元组装层。
20、细胞组装区域于组装腔室内形成凝胶边界，组装单元悬液于细胞组装区域内排列分布时，组装单元悬液能够固化形成相对复杂的图案，相较于直接将组装单元悬液直接添加至预制组装腔室内进行组装，传统的预制组装腔室通常为固定形状，通过细胞组装区域形成任意形态，能够改善细胞于预制组装腔室内难以排列形成复杂图案的问题，以扩大生物组装合成人造器官或组织的应用范围和应用前景。
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1.基于数字光处理和声场的细胞组装方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于数字光处理和声场的细胞组装方法，其特征在于，所述光敏生物墨水包括光敏组装液Ⅰ和光引发剂Ⅰ。
3.根据权利要求2所述的基于数字光处理和声场的细胞组装方法，其特征在于，所述光敏组装液Ⅰ为甲基丙烯酰化明胶、甲基丙烯酰化透明质酸、甲基丙烯酰化海藻酸钠、丝素蛋白和丝胶蛋白中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的基于数字光处理和声场的细胞组装方法，其特征在于，所述光引发剂Ⅰ为苯基-2，4，6-三甲基苯甲酰基亚磷酸锂、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯和2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的基于数字光处理和声场的细胞组装方法，其特征在于，所述组装单元悬液包括光敏组装液Ⅱ、光引发剂Ⅱ、活细胞、细胞营养物质和刺激因子。
6.根据权利要求5所述的基于数字光处理和声场的细胞组装方法，其特征在于，所述活细胞为干细胞、原代细胞、细胞微球或细胞载体微粒的一种或多种的混合物，所述活细
7.根据权利要求1所述的基于数字光处理和声场的细胞组装方法，其特征在于，所述声场为法拉第波声场、体超声波声场以及表超声波声场中的一种或多种。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的基于数字光处理和声场的细胞组装方法，其特征在于：
9.根据权利要求1-7任意一项所述的基于数字光处理和声场的细胞组装方法，其特征在于：
10.细胞组装装置，其特征在于，所述细胞组装装置用于执行如权利要求1至8任一项所述的基于数字光处理和声场的细胞组装方法。
...【技术特征摘要】
1.基于数字光处理和声场的细胞组装方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于数字光处理和声场的细胞组装方法，其特征在于，所述光敏生物墨水包括光敏组装液ⅰ和光引发剂ⅰ。
3.根据权利要求2所述的基于数字光处理和声场的细胞组装方法，其特征在于，所述光敏组装液ⅰ为甲基丙烯酰化明胶、甲基丙烯酰化透明质酸、甲基丙烯酰化海藻酸钠、丝素蛋白和丝胶蛋白中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的基于数字光处理和声场的细胞组装方法，其特征在于，所述光引发剂ⅰ为苯基-2，4，6-三甲基苯甲酰基亚磷酸锂、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯和2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的基于数字光处理和声场的细胞组装方法，其特征在于，所述组...
【专利技术属性】
技术研发人员：周江保，樊宇航，叶金磊，陈赠宇，吴立友，肖苗，赵慧芳，周金生，王楷豪，王恒，郑立新，
申请(专利权)人：深圳康沃先进制造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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