[发明专利]一种带血管网的人工肌组织及其制备方法

说明书

本发明公开了一种带血管网的人工肌组织及其制备方法，包括血管网结构以及设置于血管网结构上且与血管网结构平行分布的若干组肌细胞束，各组肌细胞束依次分布且相邻组肌细胞束之间有间隙，每组人工肌组织内的各肌细胞束呈线性排列，各组肌细胞束上均设置有若干内皮细胞束，各内皮细胞束与其对应人工肌组织内的各肌细胞束相交，该方法能够有效的解决大块组织血管化的问题。

技术领域

本发明属于组织工程和3D打印技术领域，涉及一种带血管网的人工肌组织及其制备方法。

背景技术

肌肉占成年人人体组成的45％，是人体运动、新陈代谢等的重要组织。在日常生活中，由于外部创伤、外部烧伤、肿瘤等原因，易造成肌肉缺损，小面积的缺损在很多临床情况下可以自愈，但大面积的肌肉缺损不能实现自愈。目前，临床上主要应用肌肉移植的办法治疗大面积的肌肉缺损，但肌肉来源十分有限。组织工程的发展为大面积肌肉缺损的治疗带来了新的希望，它的核心是构造由细胞和生物相容性材料结合而成的混合体，最终用于修复损伤的组织或器官，从而恢复其功能。

而对于大块肌组织，其有着结构复杂、细胞量大等特点，这也意味着耗氧量高、并对营养、氧气和代谢废物的交换要求较高，血管化是解决这一问题的办法之一，从而确保为大块肌组织中的细胞运输足够的营养、生长因子、氧气，并排出代谢废物，使细胞能生长并分化。因此，在大块人造肌组织中制造出类血管结构是必须的，也是组织工程成功应用于临床的关键挑战。

在现有技术中，人工肌组织主要有两种制造方式：一是采用模具法，通过模拟肌肉的结构，加工出具有线性排列凹槽的模具，然后将肌细胞种植到凹槽内，使肌细胞实现定向排列，经体外培养后分化，最终得到组织工程肌组织；另一种方法是使用纤维定向排布的无纺布，该无纺布可通过静电纺丝等技术得到，直接将肌细胞种植于无纺布上，诱导其分化得到组织工程肌肉。

对于现有的两种制造方法，所得到的人工肌组织结构相对固定，无法根据不同的需求做出实时改变，与此同时，因为采用细胞种植的方式，难以控制人造肌组织的三维成型，无法得到大块人造肌组织。3D打印在组织工程领域的应用，为人工肌组织的制造提供了新的方法，但目前仍没有较好的解决大块组织血管化的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种带血管网的人工肌组织及其制备方法，该方法能够有效的大块组织血管化的问题。

为达到上述目的，本发明所述的带血管网的人工肌组织若干依次相连接的人工肌组织本体，各人工肌组织本体均包括血管网结构以及设置于血管网结构上且与血管网结构平行分布的若干组肌细胞束，各组肌细胞束依次分布且相邻组肌细胞束之间有间隙，每组肌细胞束内的各肌细胞束呈线性排列，各组肌细胞束上均设置有若干内皮细胞束，各内皮细胞束与与其对应组肌细胞束内的各肌细胞束相交。

本发明所述的带血管网的人工肌组织的制备方法包括以下步骤：

1)绘制带血管网的人工肌组织模型，然后将绘制得到的带血管网的人工肌组织模型导入到3D打印设备中；

2)配制用于血管网结构打印的细胞悬液A、用于内皮细胞束打印的细胞悬液B及用于肌细胞束打印的细胞悬液C；

3)将交联剂与步骤2)配置的细胞悬液A分别置于3D打印设备中注射泵上不同的注射器中，再将细胞悬液B及细胞悬液C分别置于3D打印设备中不同的点胶针筒中；3D打印设备根据步骤1)绘制的带血管网的人工肌组织模型进行打印，打印完成后利用交联剂进行交联，得带血管网人工肌组织模型实体；

4)对步骤3)得到的带血管网人工肌组织模型实体进行体外动态培养，实现多细胞的共同培养，得带血管网的人工肌组织。

细胞悬液A为内皮细胞及海藻酸钠溶液的混合溶液，其中，细胞悬液A中内皮细胞的细胞密度为1×10⁶个/ml，海藻酸钠溶液中海藻酸钠的质量浓度为3％。