[发明专利]集生物活组织3D打印和组织细胞培养功能一体化的装置

说明书

一种集生物活组织3D打印和组织细胞培养功能一体化的装置，仿生组织工程培养器设有进液口和出液口，该培养器腔内设有承载打印组织的升降平台，3D打印设备位于培养器上，打印设备的各机械手臂自由端分别设有打印喷头，升降平台下端固定内螺纹套，内螺纹套与培养器底部轴孔内的密封件滑动配合，驱动电机位于培养器下方，驱动电机转轴通过螺杆与内螺纹套配合，培养器内设有导向滑轨，升降平台与导向滑轨滑动配合，所述3D打印设备、驱动电机、加温器均由计算机软件控制系统控制，驱动电机在计算机软件控制系统控制驱动升降平台在3D打印过程中逐步下降，使打印的组织坯体下降浸入培养器中的培养液，且让打印平面保持在培养液液面上方。

技术领域

本发明涉及生物组织工程制备装置领域，特别涉及一种集生物活组织3D打印和组织细胞培养功能一体化的装置。

背景技术

生物3D打印是一种具有良好应用前景的工程化人体组织构建方法，随着近年来生物3D打印技术的快速发展以及人们对精准医疗要求的不断提高，生物3D打印以其独有的个性化特点，越来越受到人们的广泛关注。我国目前已将3D打印技术列入技术发展的重点。

由于生物3D打印技术具有含细胞打印的特点，仅只能使用细胞相容程度较高的固化工艺，目前主要运用的是紫外光固化成型技术。由于紫外光的穿透性差，光固化的打印过程需要进行的周期性薄层打印、固化成型；同时光聚合反应具有较长的时间滞后性，导致了打印大体积复杂组织的时间往往长达数小时甚至数天。因此，在长时间的打印过程中，细胞处于饥饿状态，导致了细胞发生自噬、凋亡等一系列的病理改变，致使打印的组织中生物活性较差，难以存活。为解决上述问题，目前常采用的方法是低温打印，即降低打印舱室的温度至4-10℃，减缓细胞的新城代谢，可在一定程度上降低细胞的死亡率。但是，低温常导致细胞线粒体损伤，导致细胞的活性仍难以维持较高的水平，无法实现高活性的生物3D打印，严重限制了生物3D打印的临床应用。

发明内容

本发明的目的之一是针对现有技术存在的不足，提供一种集生物活组织3D打印和组织细胞培养功能一体化的装置，它通过在仿生组织工程培养器上设置生物3D打印机设备，在仿生组织工程培养器中设置承载打印组织的升降平台，使在3D打印的过程中逐步成型组织体能够随升降平台下降，及时浸入到培养液中得到营养供给，实现打印过程中环境温度维持于37℃以保证打印细胞的高活性，保证3D打印生物组织的长期存活和生物功能。

本发明的另一目的是针对现有技术存在的不足，提供一种采用权利要求1所述的一体化装置的组织工程培养系统，它能调控循环培养液的营养供应，形成在稳定的仿生模拟环境中进行生物活组织3D打印。

生物组织的体外仿生培养，是指将应用组织工程技术构建的组织工程组织置于模拟体内生理环境的体外培养条件下进行培养，以促进组织工程组织结构和功能成熟，其通常是通过仿生组织工程培养器来实现仿生培养。