[发明专利]细胞‑生物支架复合体及其3D打印成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种细胞-生物支架复合体及其3D打印成形方法。

背景技术

组织缺损修复及器官移植是20世纪医学史上最伟大的突破之一，目前，全世界有将近100万曾经被死亡阴影笼罩的患者通过器官移植获得了新生，但由于得不到供体器官无法进行器官移植而死去的患者却高达几千万，需要组织缺损修复的病人更是高达上亿人，所以有人说21世纪是组织修复和器官移植的世纪，3D打印技术的出现使千百万需要组织修复和器官移植的患者获得了治愈重生的希望。

申请号为201510317506.X的专利文件公开了一种细胞-生物支架复合体及其3D打印成形方法，用于将3D打印技术与静电纺丝技术相结合，推动3D生物打印技术在组织工程领域的应用前景，使需要组织修复和器官移植的患者获得了治愈重生的希望，但是，其生物支架与细胞的复合效率低下，细胞容易丢失或大量脱落，所需培养时间较长，因此，我们提出了一种细胞-生物支架复合体及其3D打印成形方法用于解决上述问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了细胞-生物支架复合体及其3D打印成形方法，用于解决生物支架与细胞的复合效率低下，细胞容易丢失或大量脱落，所需培养时间较长的问题。

本发明提出的细胞-生物支架复合体，包括生物支架和设置于生物支架上的细胞-生物凝胶混悬液。

优选地，所述生物支架包括生物高分子材料、天然生物材料和无机材料的一种或多种的组合，生物高分子材料包括磷酸钙、聚己内酯、聚四氟乙烯和乳酸-羟基乙酸共聚物的一种或多种的组合，天然生物材料包括明胶和海藻酸钠中一种或两种的组合，无机材料包括硫酸钙、硼硅酸和纳米羟基磷灰石的一种或多种的组合。

优选地，所述细胞-生物凝胶混悬液包括细胞和生物凝胶液，细胞为成骨细胞或角膜基质细胞，且生物凝胶液包括重量份为12-16份的冰醋酸、20-25份的壳聚糖、10-15份的氢氧化钠和8-12份的三乙醇胺。

本发明还提出了细胞-生物支架复合体的3D打印成形方法，包括以下步骤：

S1：将生物支架的制备原料混合均匀，用生物打印机的支架打印喷头将混合均匀的生物支架的制备原料逐层加工为与组织器官的实际缺损状况相似的生物支架；

S2：将壳聚糖粉碎，然后将其浸泡于冰醋酸中70-80h，每5-8h充分振荡一次，接着以11000-13000rpm/min的速度离心，取上清液；将氢氧化钠加入上清液中，调节其PH值为6.5-7.5，然后再次以11000-13000rpm/min的速度离心，去除上清液，接着加入冰醋酸和三乙醇胺，混合均匀后，制得生物凝胶液；

S3：用冰醋酸将生物凝胶液稀释到所需蛋白浓度，然后加入氢氧化钠，调节其PH值为8-8.7，接着将重量份为30-35份的培养液和25-30份的血清加入调制后的生物凝胶液中，混合均匀后，得到预凝生物凝胶液，然后将预凝生物凝胶液和细胞放入离心管中，用滴管吹打充分混匀，制得细胞-生物凝胶混悬液；

S4：将细胞-生物凝胶混悬液用生物打印机的细胞打印喷头喷射在生物支架上，然后将生物支架置入培养皿中，接着向培养皿中加入所需培养液，再将培养皿放入旋转式三维培养器内培养，两天换液一次，培养十天后，制得细胞-生物支架复合体。

优选地，所述S2中，将壳聚糖粉碎，然后将其浸泡于冰醋酸中72-78h，每6-7h充分振荡一次，接着以11500-12500rpm/min的速度离心，取上清液；将氢氧化钠加入上清液中，调节其PH值为6.7-7.3，然后再次以11500-12500rpm/min的速度离心，去除上清液，接着加入冰醋酸和三乙醇胺，混合均匀后，制得生物凝胶液。

优选地，所述S3中，用冰醋酸将生物凝胶液稀释到所需蛋白浓度，然后加入氢氧化钠，调节其PH值为8.2-8.5，接着将重量份为31-34份的培养液和26-28份的血清加入调制后的生物凝胶液中，混合均匀后，得到预凝生物凝胶液，然后将预凝生物凝胶液和细胞放入离心管中，用滴管吹打充分混匀，制得细胞-生物凝胶混悬液。