一种3D打印体外仿生鼠胃模型的方法与流程

本发明属于生物学和组织工程学技术领域，具体涉及一种3d打印体外仿生鼠胃模型的方法。

背景技术：

3d打印，又称为增材制造，是一系列以计算机辅助设计模型为基础，将材料逐层堆积制造出实体物品的自动化工艺过程。3d打印技术在生物医疗、汽车制造、航空航天、文化创意等领域广泛应用。目前，已研发出的3d打印技术主要包括：熔融沉积成型、三维打印成型、光固化成型、选区激光熔融、分层实体制造等。

随着体外上消化道模型的不断发展，在体外研究食物的破碎、消化过程变得更加广泛。特别是仿生鼠胃模型，相比较人胃而言，鼠胃的体内实验数据更容易获得，使得体外仿生鼠胃实验数据更为可靠。现有仿生鼠胃制作过程，是在石蜡鼠胃内胆外层层涂抹混合硅胶，过程较为烦琐且易导致仿生鼠胃厚度不均匀。

申请号201410647220.3的中国专利公开了一种动态仿生鼠胃消化系统装置，可用于多种不同类型和结构的食物及药物在真实鼠胃内的混合、消化和排空过程的有效模拟。动态仿生鼠胃消化系统装置的体外仿生鼠胃硅胶模型用于食物的储存、混合、消化与排空，体外电动压缩器械对体外仿生鼠胃硅胶模型产生上下垂直的挤压，流加-排空装置控制模拟胃液进入该体外仿生鼠胃硅胶模型的分泌速率和食糜的排空速率，保温盒通过加热其内部的空气以控制盒内的温度。该装置的体外仿生鼠胃模型采用高弹性、高稳定性、高透明度的加成型硅橡胶原料，具备真实鼠胃的形态、大小和生理结构的细节，但尺寸难以控制，重复性差。

技术实现要素：

针对现有技术制备仿生鼠胃过程繁琐、时间长等问题，本发明的目的在于提供了一种3d打印体外仿生鼠胃模型的方法，该方法可实现体外仿生鼠胃在生理结构和形态尺寸上更精确地贴近真实鼠胃，不需要层层涂抹增加厚度，可用于仿生体外动力系统的调试。

一种3d打印体外仿生鼠胃模型的方法，包括以下步骤：

步骤1，建立虚拟的鼠胃模型；

步骤2，使用3d打印机按照虚拟的鼠胃模型打印出鼠胃模具；所述鼠胃模具为分体结构；

步骤3，将a、b双组份硅胶混合后，滤泡并浇灌至鼠胃模具中，自然风干，脱模后得半个仿生鼠胃；

步骤4，用粘胶将仿生鼠胃用粘胶粘接后，插上模拟食道短管、幽门管、胃液分泌管，即得仿生鼠胃模型。

优选地，步骤2中鼠胃模具尺寸为26.966mm×46.887mm×63.257mm，厚度3mm；模具材料为光敏树脂。

优选地，步骤2中3d打印机为联泰三维rs600，打印时，打印速度为30mm/s，空走速度60mm/s，打印喷头为右喷头，喷头温度为215℃，层高0.15mm，壁厚0.8mm，外壳数5，填充密度18%，顶底面厚度0.75mm。

优选地，步骤3中滤泡方式为真空干燥箱。

优选地，步骤4中粘胶为a、b双组份硅胶；所述模拟食道短管和幽门管为内径4mm的硅胶透明管，所述胃液分泌管由四根内径为1mm长20cm的硅胶透明软管组成。

有益效果

与现有技术相比，本发明方法使用3d打印的方法获得仿生鼠胃模型，尺寸可控，更接近真实鼠胃，且制作过程简单，重复性好，具体表现为：

1、解决了现有制作体外仿生鼠胃方法的耗时耗力尺寸误差大的问题；

2、能够实现体外仿生鼠胃制作过程简便，准确，重复性好的优点；

3、从真实鼠胃获得结构特征、形态尺寸的数据，利用软件建模，使用3d打印机打印出模拟鼠胃模型，应用起来更加符合“仿生”的概念，结果更有说服力和可信度；

4、本发明方法所得的仿生鼠胃从基础细节优化了已公开的仿生动态鼠胃十二指肠消化系统模拟装置，通过对比活鼠胃体内实验结果可知，该仿生鼠胃可靠；

5、现在使用3d打印的方法制作得到仿生鼠胃模具，再灌注硅橡胶得到鼠胃模型，尺寸形态更接近真实鼠胃，制作过程简单，重复性好。

附图说明

图1为本发明的制备仿生鼠胃模型的流程图；

图2为本发明的仿生鼠胃与真实鼠胃消化酪蛋白的消化率趋势图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍。

实施例1

一种3d打印体外仿生鼠胃模型的方法，包括以下步骤：

步骤1，建立虚拟的鼠胃模型；

步骤2，使用3d打印机按照虚拟的鼠胃模型打印出鼠胃模具，所述鼠胃模具为分体结构，3d打印机打印使用的材料为光敏树脂，其中，3d打印机为联泰三维rs600，打印时，打印速度为30mm/s，空走速度60mm/s，打印喷头为右喷头，喷头温度为215℃，层高0.15mm，壁厚0.8mm，外壳数5，填充密度18%，顶底面厚度0.75mm；

步骤3，将a、b双组份硅胶混合后，利用真空干燥箱滤泡并浇灌至鼠胃模具中，自然风干，脱模后得半个仿生鼠胃；所述a、b双组分硅胶为美国的dragonskin®10fast牌a、b双组份加成型硅橡胶，鼠胃模具尺寸为26.966mm×46.887mm×63.257mm，厚度3mm；

步骤4，用粘胶将仿生鼠胃用粘胶粘接后，插上模拟食道短管、幽门管、胃液分泌管，即得仿生鼠胃模型；所述粘胶即为a、b双组份硅胶，所述模拟食道短管和幽门管为内径4mm的硅胶透明管，所述胃液分泌管由四根内径为1mm长20cm的硅胶透明软管组成。

实施例2

利用实施例1制备的仿生鼠胃模型进行酪蛋白消化实验，对比其与真实鼠胃的消化率。结合图2中酪氨基酸表达速率看出，本发明仿生鼠胃与真实鼠胃消化酪蛋白的消化率趋势一致性。

另外，本发明不限于上述实施方式，只要在不超出本发明的范围内，可以采取各种方式实施本发明。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种3D打印体外仿生鼠胃模型的方法，该方法包括以下步骤：步骤1，建立虚拟的鼠胃模型；步骤2，使用3D打印机按照虚拟的鼠胃模型打印出鼠胃模具；所述鼠胃模具为分体结构；步骤3，将A、B双组份硅胶混合后，滤泡并浇灌至鼠胃模具中，自然风干，脱模后得半个仿生鼠胃；步骤4，用粘胶将仿生鼠胃用粘胶粘接后，插上模拟食道短管、幽门管、胃液分泌管，即得仿生鼠胃模型。该方法可实现体外仿生鼠胃在生理结构和形态尺寸上更精确地贴近真实鼠胃，不需要层层涂抹增加厚度，可用于仿生体外动力系统的调试。

技术研发人员：陈晓东;陈利丁;廖振锴;张小爱
受保护的技术使用者：南通东概念新材料有限公司
技术研发日：2017.12.25
技术公布日：2018.05.29