[发明专利]一种3D打印脂肪组织

说明书

本发明涉及一种3D打印脂肪组织，具体地，公开了一种人造脂肪组织，其包括生物相容性支架、脂肪组织以及混合培养液，通过3D生物打印技术，将生物相容性支架与脂肪组织制成具有生物活性的人造脂肪组织。本发明的混合培养液用于脂肪细胞及组织的培养和保存。生物相容性支架以3D打印方式制成。本发明的人造脂肪组织可作为脂肪相关内分泌代谢疾病的病理生理机制研究及治疗工具。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及3D打印技术制备的脂肪组织。

背景技术

脂肪组织是由脂肪细胞构成，且被薄层疏松结缔组织分隔成小叶状。脂肪组织不仅仅是简单的能量储存器官，其更为重要的功能在于通过内分泌系统参与多种疾病的病理和生理过程。脂肪组织分为白色脂肪组织和棕色脂肪组织两类。白色脂肪组织是由大量的单泡脂肪细胞组成，主要分布在皮下、肠系膜等部位，是体内的能源库，具有存储脂肪，维持体温，调节脂肪代谢，支持保护等作用。而棕色脂肪特点在于富含毛细血管，其中脂肪细胞含有很多脂肪小滴，线粒体丰富。棕色脂肪主要分布于肩胛间区，颈后部等区域，主要的功能是在寒冷刺激下，被分解散发大量热能。在近年来的研究中发现，棕色脂肪在代谢性相关疾病中，包括肥胖，二型糖尿病及多囊卵巢综合征的治疗中具有重要的作用，通过生理或者药物的刺激诱导棕色脂肪的增多，能够改善这些病症中的代谢性指标。另外棕色脂肪可以分泌多种因子，可调控内分泌系统和机体激素水平。鉴于棕色脂肪对内分泌系统的调控功能，有一些研究尝试在不同的疾病模型(比如，二型糖尿病模型和多囊卵巢综合征模型)中移植棕色脂肪组织，发现移植后，这些模型中的疾病表型均有不同程度的改善，如二型糖尿病模型中体重下降，代谢性指标显著性改善；多囊卵巢综合征的卵巢功能改善等。然而，单纯棕色脂肪组织移植，由于供体细胞组织数量有限，松软组织不易移植，临床应用的局限性等问题，限制了脂肪组织用于相关疾病的治疗应用，因此，结合3D打印技术，人工构建具有生物活性的3D打印脂肪组织不仅有助于体外或体内探索脂肪内分泌代谢参与的相关病变的生理病理机制研究，而且也为人类的脂肪相关的内分泌代谢问题的研究提供了新的治疗工具。

发明内容

为了解决上述提到的问题，本发明在脂肪细胞培养的基础上，结合组织工程方法和目前先进的3D打印技术，体外打印具有生物学功能的3D脂肪组织，将脂肪前体细胞接种在液态支架材料进行共培养，通过脂肪细胞诱导液诱导7天左右，形成三维脂肪组织样复合结构，这种方式使细胞立体生长于三维结构中，更好的模拟了在体生长状态，且具有细胞分泌功能。

本发明一个方面提供了一种3D打印棕色脂肪组织，其由生物相容性支架材料、脂肪前体细胞、以及混合培养液通过3D生物打印方式制成。

在本发明的方案中，一种3D打印棕色脂肪组织通过以下方法制成，将生物相容性支架材料通过3D生物打印制成生物相容性支架，再将含棕色脂肪前体细胞的混合培养液注入支架上；再通过脂肪细胞诱导液诱导生成棕色脂肪组织；或者

将生物相容性支架材料与脂肪前体细胞混合培养液进行混合后，通过3D生物打印制成人造棕色脂肪组织，并通过棕色脂肪细胞诱导液诱导生成棕色脂肪组织。

在本发明的技术方案中，生物相容性支架材料选用胶原蛋白、海藻酸钠、明胶、琼脂糖、基质胶、透明质酸、壳聚糖、葡聚糖中的一种或者几种任意组合；优选地，所述胶原蛋白选自成纤维胶原，更优选为I型胶原蛋白、II型胶原蛋白、III型胶原蛋白、XI型胶原蛋白、XXIV型胶原蛋白、XXVII型胶原蛋白中的一种或者几种任意组合。

优选地，本发明的一个优选的实施方案中以明胶为支架材料。

在本发明的技术方案中，混合培养液是由培养基和促进脂肪细胞生长所需的生物活性物质制成的流动性液体；

混合培养液成分：

MEM/F12+10％FBS+链霉素+青霉素；

脂肪细胞诱导液成分：