一种血管化组织/器官制备方法

本发明属于器官制造领域，涉及一种血管化组织/器官制备方法。更具体的涉及一种含同轴打印喷头的复合双喷头3d打印工艺及其制备血管化组织/器官的方法。背景技术：1、血管化组织/器官体外构建是目前全世界范围内的研究热点，也是生物材料、组织工程、再生医学、器官制造等诸多领域专家学者梦寐以求和亟待解决的首选问题。目前大口径血管（直径>6mm）修复主要采取惰性聚四氟乙烯导管，小直径（<3mm）动脉血管修复主要采用自体静脉血管替代。这种“无活性生物材料”和“拆了东墙补西墙”的做法在临床上有很多缺陷。如，自体来源的静脉血管数量有限，二次手术给患者带来极大的痛苦，很容易引起伤口感染、并发症等。2、近年来，生物3d打印技术在组织与器官再造领域蓬勃发展。但由于血管化组织/器官的复杂性，各种生物打印法在制造血管化组织/器官时都遇到严峻挑战，其中小口径血管网络的构建是其中一个难点。目前所使用的同轴喷头常是数种不同口径的金属管相套而成，一方面结构单一，打印成形效果很不稳定，用后不易清洗。更重要的是在含细胞水凝胶挤出打印过程中的高剪切应力会对细胞造成很大伤害，对后续组织/器官形成形成造成严重影响。因此急需一种可以提升打印过程中细胞存活率的打印喷头。3、同轴打印是一种新兴三维（3d）实体构建技术，以核壳方式共挤出两种不同的生物墨水，制造出复杂连续的小口径（平均直径在几百微米）管状结构，这在传统生物3d打印技术是很难实现的。技术实现思路1、针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种血管化组织/器官制备方法，创建了一种含同轴打印喷头的复合双喷头3d打印工艺，在此基础上结合模具灌注法、涂敷法或电纺丝技术，提供一种含血管网络的血管化组织/器官制造方法。该方法材料来源广泛、制造工艺简单、产品价格低廉、3d结构稳定，生物相容性和机械性能良好，在生物材料、组织工程、再生医学、器官制造、药物筛选等领域都有着不可估量的科研价值和应用前景。2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案。3、本发明公开了一种基于同轴打印喷头的复合双喷头3d打印的血管化组织/器官的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：4、（1）构建一台含同轴打印喷头的复合双喷头3d打印设备，设计血管化组织/器官计算机辅助（cad）模型；5、（2）利用步骤（1）创建的含同轴打印喷头的复合双喷头3d打印工艺打印含细胞水凝胶，制备血液或营养液可以通过或灌流的血管网络及血管化组织；其中同轴打印时水凝胶材料与高分子交联试剂可以同时打印或只打印含细胞水凝胶，打印后3d结构整体交联；6、（3）利用模具灌注法，在步骤（2）制备的血管网络外围复合含细胞水凝胶，形成薄壁或功能组织，制得血管化组织/器官；7、（4）利用涂敷或静电纺丝工艺在步骤（3）制备的血管化组织/器官外围涂覆或包裹高机械强度的抗缝合高分子材料。8、进一步地，（2）和（3）中所述的含细胞水凝胶包括活细胞与天然高分子溶液经过预处理形成的载细胞流体；其中，天然高分子在磷酸缓冲液、细胞培养液或去离子水中的质量百分比为1~20%；活细胞在天然高分子溶液中的质量百分比为0.1~10%。9、进一步地，（2）和（3）中所述的含细胞水凝胶还包括复合生物活性物质及药物。10、进一步地，（4）中所述的抗缝合高分子材料包括天然或合成高分子及其衍生物。11、进一步地，（4）中所述的抗缝合高分子材料的制备方法包括一下步骤：12、将天然或合成高分子材料及其衍生物溶于无机或有机溶剂中，制成天然或合成高分子溶液；其中，天然高分子及其衍生物溶液的质量百分比浓度为1~20%；合成高分子及其衍生物溶液的质量百分比浓度为1~10%。13、本发明还公开了一种3d打印方法，其特征在于，所述方法为同轴打印喷头的复合双喷头3d打印方法。14、本发明还公开了一种上述所述的3d打印方法在制备3d打印血管化组织/器官中的应用。15、进一步地，所述的3d打印方法的应用，其特征在于，所述方法的具体步骤包括：16、（1）构建一台含同轴打印喷头的复合双喷头3d打印设备，设计血管化组织/器官计算机辅助（cad）模型；17、（2）利用步骤（1）创建的含同轴打印喷头的复合双喷头3d打印工艺打印含细胞水凝胶，制备血液或营养液可以通过或灌流的血管网络及血管化组织；其中同轴打印时水凝胶材料与高分子交联试剂可以同时打印或只打印含细胞水凝胶，打印后3d结构整体交联；18、（3）利用模具灌注法，在步骤（2）制备的血管网络外围复合含细胞水凝胶，形成薄壁或功能组织，制得血管化组织/器官；19、（4）利用涂敷或静电纺丝工艺在步骤（3）制备的血管化组织/器官外围涂覆或包裹高机械强度的抗缝合高分子材料。20、更进一步地，（2）和（3）中所述的含细胞水凝胶包括活细胞与天然高分子溶液经过预处理形成的载细胞流体；其中，天然高分子在磷酸缓冲液、细胞培养液或去离子水中的质量百分比为1~20%；活细胞在天然高分子溶液中的质量百分比为0.1~10%；所述的含细胞水凝胶还包括复合生物活性物质及药物。21、更进一步地，（4）中所述的抗缝合高分子材料包括天然或合成高分子及其衍生物；所述的抗缝合高分子材料的制备方法包括一下步骤：22、将天然或合成高分子材料及其衍生物溶于无机或有机溶剂中，制成天然或合成高分子溶液；其中，天然高分子及其衍生物溶液的质量百分比浓度为1~20%；合成高分子及其衍生物溶液的质量百分比浓度为1~10%。23、与现有技术比，本发明的有益效果如下。24、本发明提出了一种含同轴打印喷头的复合双喷头3d打印工艺，在此基础上结合模具灌注法、涂敷法或电纺丝技术，提供一种含血管网络的血管化组织/器官制造方法。25、本发明所公开的方法材料来源广泛、制造工艺简单、产品价格低廉、3d结构稳定，生物相容性和机械性能良好，在生物材料、组织工程、再生医学、器官制造、药物筛选等领域都有着不可估量的科研价值和应用前景。技术特征：1.一种基于同轴打印喷头的复合双喷头3d打印血管化组织/器官方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，（2）和（3）中所述的含细胞水凝胶包括活细胞与天然高分子溶液经过预处理形成的载细胞流体；其中，天然高分子在磷酸缓冲液、细胞培养液或去离子水中的质量百分比为1~20%；活细胞在天然高分子溶液中的质量百分比为0.1~10%。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，（2）和（3）中所述的含细胞水凝胶还包括复合生物活性物质及药物。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，（4）中所述的抗缝合高分子材料包括天然或合成高分子及其衍生物。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，（4）中所述的抗缝合高分子材料的制备方法包括以下步骤：6.一种3d打印方法，其特征在于，所述方法为同轴打印喷头的复合双喷头3d打印法。7.一种权利要求6所述的3d打印方法在血管化组织/器官制造中的应用。8.根据权利要求7所述的3d打印方法在血管化组织/器官制造中的应用，其特征在于，所述方法的具体步骤包括：9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，（2）和（3）中所述的含细胞水凝胶包括活细胞与天然高分子溶液经过预处理形成的载细胞流体；其中，天然高分子在磷酸缓冲液、细胞培养液或去离子水中的质量百分比为1~20%；活细胞在天然高分子溶液中的质量百分比为0.1~10%；所述的含细胞水凝胶还包括复合生物活性物质及药物。10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，（4）中所述的抗缝合高分子材料包括天然或合成高分子及其衍生物；所述的抗缝合高分子材料的制备方法包括一下步骤：技术总结本发明创建了一种含同轴打印喷头的复合双喷头3D打印工艺，并提供一种新型血管化组织/器官及其制造方法。其中制造方法包括以下步骤：采用同轴打印喷头的复合双喷头3D打印工艺制备含贯通孔道的血管网络或血管化组织；结合模具成形（或灌注法）法，进一步制备血管化组织/器官；利用涂敷法或电纺丝技术，在血管化组织/器官内芯外围包裹抗缝合高分子外套，制备含有贯通小直径血管网络的抗缝合血管化组织/器官，直接用于组织/器官移植和药物筛选等领域。该血管化组织/器官制造工艺简单、产品价格低廉、生物相容性能良好、3D结构稳定，在生物材料、组织工程、再生医学、器官制造、药物筛选等领域都有着不可估量的科学价值和应用前景。技术研发人员：王小红受保护的技术使用者：中国医科大学技术研发日：技术公布日：2024/8/16