[发明专利]一种使用支撑浴的多喷头快速3D打印肿瘤组织模型的方法

说明书

本发明公开一种使用支撑浴的多喷头快速3D打印肿瘤组织模型的方法，涉及生物3D打印领域。本发明的方法以海藻酸盐、光固化明胶等混合封装细胞，在支撑浴中快速打印，不同的细胞的打印通过快速切换喷头而实现打印。通过打印正常组织和肿瘤组织于一个完整的模型，从而更好的还原出体内肿瘤组织的结构。水凝胶支撑浴的封闭的性质，可以提供更好的无菌环境，同时打印时避免因沉降导致的细胞密度和种类空间的不可控。喷头的快速切换在一定程度上减少了打印时间，有效减缓了细胞在打印过程中活性的降低，并有效的保证打印结构的完整性。使用同轴针头进行打印则有效解决了凝胶的固化问题。并且肿瘤模型构建速度更快，能够更好地用于肿瘤治疗的研究。

技术领域

本发明涉及生物3D打印领域，具体地说是一种使用支撑浴的多喷头快速3D打印肿瘤组织模型的方法。

背景技术

肿瘤组织模型一般需要通过在小鼠等生物体内种植肿瘤细胞进行构建，极大地浪费了人力和物力资源。随着生物3D打印技术的发展，其在细胞培养、组织工程等领域的应用越来越多，但其在肿瘤模型中的应用仍然缺乏研究。相比于传统方法构建的肿瘤模型，3D打印构建的肿瘤具有的三维结构能够更好地反映体内肿瘤的生长和发育情况，是一种更接近体内癌细胞病变特性的肿瘤模型。Du,Xinru等通3D打印技术制造出药物筛选模型，为其提供一定技术的基础。(Ratna and Karger-Kocsis 2008,Du 2015)专利201610830529.5通过透明质酸、海藻酸钠、GelMA(光固化明胶)、谷氨酰胺转氨酶和脑肿瘤细胞直接混合进行三维打印和体外培养脑肿瘤体外模型，但是随着打印层数的提高，支撑强度不足，不能很好的还原肿瘤组织结构。并且该研究只是对肿瘤细胞进行打印，并没有呈现出正常的组织细胞，不能完整的还原肿瘤组织的结构。常见的3D生物打印方法，对于细胞的无菌环境不能很好的满足，在空间构型和内部结构的处理并不理想。

对于多种细胞材料打印时，喷头更换程序繁琐，加大了生物打印的时间，同时对其精度和时间都产生了很大的影响。更有甚者会造成细胞活性的降低，给多细胞的生物打印带来巨大的阻力。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种使用支撑浴的多喷头快速3D打印肿瘤组织模型的方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种使用支撑浴的多喷头快速3D打印肿瘤组织模型的方法，包括以下步骤：

(1)肿瘤细胞墨水的制备

以含有10％体积FBS(胎牛血清)的25mM HEPES缓冲液为溶剂，配置光固化明胶2％～8％与海藻酸钠1％～5％磁力搅拌均匀，紫外灭菌处理，加入0.1％Irgacure 2959光引发剂；加入含肿瘤细胞的DMEM完全培养基，用移液枪吹打均匀，放入培养箱待用；

(2)正常组织细胞墨水的制备

以含有10％体积FBS的25mM HEPES缓冲液为溶剂，配置光固化明胶2％～8％与海藻酸钠1％～5％磁力搅拌均匀，紫外灭菌处理，加入0.1％Irgacure2959光引发剂；将正常组织细胞加入DMEM完全培养基，用移液枪吹打均匀，放入培养箱待用；

(3)水凝胶的支撑浴的制备

水凝胶支撑浴的主要材料为丙烯酸酯/C10-30烷基丙烯酸酯交联共聚物(Carbopol ETD 2020)，采用高温灭菌处理；再以0.3M氯化钙溶液为溶剂配置质量分数为0.1％～1％的卡波姆凝胶，放入无菌环境待用；

(4)3D打印制备