[发明专利]用于制备生物构建体的方法和试剂盒

说明书

本发明涉及一种用于制备生物构建体的试剂盒及其用途，所述试剂盒包含彼此分离的第一试剂和第二试剂，其中，所述第一试剂含有第一组分，所述第二试剂含有第二组分，并且当所述第一组分与第二组分接触时，能够产生粘连效果，实现粘合作用。此外，本发明还涉及一种用于构建生物结构或组织的方法，其包括使用本发明的试剂盒。

技术领域

本发明涉及3D生物打印领域和组织工程领域。具体而言，本发明涉及一种用于制备生物构建体的试剂盒及其用途，所述试剂盒包含彼此分离的第一试剂和第二试剂，其中，所述第一试剂含有第一组分，所述第二试剂含有第二组分，并且当所述第一组分与第二组分接触时，能够产生粘连效果，实现粘合作用。此外，本发明还涉及一种用于构建生物结构或组织的方法，其包括使用本发明的试剂盒。

背景技术

在人体组织中，细胞按照一定的规则和顺序进行排列与分布。不同功能的组织，其细胞排布不同。例如，构成上皮组织的上皮细胞呈单层紧密排列以保证其保护功能；肌细胞成条索状排列以保证其收缩功能；神经细胞间平行排列或交织成网以增强其信息传递功能等。在利用微结构或微组织构建大尺寸的生物结构或组织的过程中，细胞只有恢复正常排布，才能恢复其所处的原有微环境，进而促使细胞功能正常发挥。因此，实现对微结构的精确、有序组装、实现对细胞的精确排布是人工构建组织器官的关键。3D生物打印技术的终极目标就在于，按照目标组织的原位组成和结构，精确排布细胞，精确、有序组装微结构和微组织，从而构建复杂的三维人工组织器官。

目前，利用微结构或微组织来构建大尺寸的生物结构或组织的方法主要有两种。Y.Du等人报导了一种利用微结构或微组织的材料特性来构建大尺寸的生物结构或组织的方法，其包括：构建甲基丙烯酸化聚乙二醇微凝胶(poly(ethylene glycol)-methacrylatepolymer,PEGmA)，并将微凝胶置于矿物油中；随后，由于疏水作用，亲水性的微凝胶将在油/水界面进行组装，形成块状或条状组装体；然后，利用组装体中甲基丙烯酸基团的光敏性质，对组装体进行光交联，从而形成稳定的大尺寸结构(Y.Du,E.Lo,A.Shamsher,A.Khademhosseini.Directed assembly of cell-laden microgels for fabrication of3D tissue constructs.Proceedings of National Academy of Sciences USA,2008,150,9522-9527)。

Depeng Kou等人报导了一种利用微结构或微组织中的细胞的生长连接来构建大尺寸的生物结构或组织的方法，其包括：(1)将明胶微球和细胞共培养，以制备微组织；和(2)然后，在体外灌注培养系统中培养微组织，由此微组织中的细胞将生长并分泌细胞外基质，从而将微组织连接形成目标结构；或者，将微组织注入动物体内，进行体内培养，从而构建得到目标结构或组织(Depeng Kou,Mingchun Du,Xianglin Hou,Bing Chen,Xing Li,Yongxiang Fang,Yannan Zhao,Hong Wang,Ling Wang,Jianwu Dai.Centimeter-sizedbiomimetic bone constructs fabricated via CBD-BMP2-collagen microcarriers andBMSC-gelatin microspheres.J.Mater.Chem.B,2016,4,461-470)。

然而，上述两种构建大尺寸的生物结构或组织的方法均存在着不足。例如，在Y.Du等人报导的方法中，由于疏水作用的自发性，无法精确控制微结构的空间位置和排列方式，从而无法实现对微结构的有序组装，无法实现对细胞的精确排布。此外，在Y.Du等人报导的方法中，必须经过光交联才能保持获得的结构稳定，整个方法的时效性较差。在Depeng Kou等人报导的方法中，为了获得大尺寸的生物结构或组织，必须经过细胞培养过程，时效性差。此外，在Depeng Kou等人报导的方法中，微结构在培养和堆积过程中呈无序状态，无法精确控制微结构的空间位置和排列方式，从而无法实现对微结构的有序组装，无法实现对细胞的精确排布。