一种肝脏组织模拟结构的成形方法与流程

文档序号:15752924发布日期:2018-10-26 18:07阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种肝脏组织模拟结构的成形方法,其特征在于:所述肝脏组织模拟结构包括主体结构、动脉血管系统(101)、静脉血管系统(102)、神经系统(103)和胆管系统(108);

所述的动脉血管系统(101)、静脉血管系统(102)和神经系统(103)设置在主体结构内部,部分胆管系统(108)分布在主体结构内,另一部分分布在主体结构外;所述主体结构从里至外依次为含血管种子细胞的水凝胶层(107)、含肝脏种子细胞水凝胶层(106)、含干细胞的水凝胶层(105)和保护层(104);

所述动脉血管系统和静脉血管系统为含血管种子细胞的水凝胶构成的分支管状结构;所述神经系统(103)为含神经种子细胞的水凝胶构成的分支纤维束结构,所述胆管系统为含胆管上皮细胞的导管;胆管系统与血管系统间隔排列在主体结构中,在主体结构内部,分支管状结构的动脉血管系统(101)、分支管状结构的静脉血管系统(102)以及分支纤维束结构的神经系统(103)与胆管系统倒置错开布置;

所述方法包括如下步骤:

1)制备专用模具:利用机加工或三维打印的方法制备所述专用模具,该模具包括下模具(201)、内模具、模拟胆管系统模具和上模具;所述的内模具包括模拟动脉血管系统内模具、模拟静脉血管系统内模具和模拟神经系统的内模具;

2)将模拟动脉、静脉和神经系统的三个内模具(202)由第一级上模具(203)顶部的三个孔插入并固定好,然后一起放置于下模具(201)的第一级台阶上固定;将模拟胆管系统模具(205)穿过下模具(201)上的孔洞固定;之后将含血管种子细胞的水凝胶灌注到内模具(202)和第一级上模具(203)之间的缝隙中,并采用交联剂使含血管种子细胞的水凝胶交联,去除第一级上模具(203),形成稳定的含血管种子细胞的水凝胶层(107);

3)使用直径比第一级大的第二级上模具(204)放置在下模具(201)的第二级台阶上固定,将含肝脏种子细胞的水凝胶灌注到含血管种子细胞的水凝胶层(107)和第二级上模具(204)之间的缝隙中,并采用交联剂使含肝脏种子细胞的水凝胶交联,去除第二级上模具(204),形成稳定的含肝脏种子细胞水凝胶层(106);

4)依照步骤3)的方法,使用直径比第二级上模具大的第三级上模具放置在下模具(201)的第三级台阶上固定,将含干细胞的水凝胶灌注到肝脏种子细胞水凝胶层和第三级上模具之间的缝隙中,并采用交联剂使含干细胞的水凝胶交联,得到含干细胞的水凝胶层;

5)去除内模具和下模具,在模拟动脉和模拟静脉血管系统内模具留下的缝隙中分别灌注血管种子细胞,形成动脉血管系统和静脉血管系统,在模拟神经系统内模具留下的缝隙中灌注神经种子细胞悬浮液,形成分支神经系统;

6)将裸露在主体结构外的部分胆管系统用一层含肝细胞的水凝胶包裹,并采用交联剂使含细胞的水凝胶交联;

7)将合成高分子材料溶于有机溶剂中制成质量百分浓度为5%~30%的合成高分子溶液,并置于喷雾瓶中,在成形的主体结构表面均匀喷涂一层合成高分子材料,然后放入PBS溶液中萃取,最终得到稳定的肝脏组织模拟结构。

2.如权利要求1所述的一种肝脏组织模拟结构的成形方法,其特征在于:所述主体结构外轮廓呈动物体肝脏的形状、纺锤体状、球体形状或椭球体形状。

3.如权利要求1所述的一种肝脏组织模拟结构的成形方法,其特征在于:所述的保护层(104)为合成高分子材料,所述的合成高分子材料采用聚乙烯、聚己内酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚乳酸、聚酯以及乳酸与乙醇酸共聚物中的一种或几种材料的复合物。

4.如权利要求1所述的一种肝脏组织模拟结构的成形方法,其特征在于:所述的水凝胶均采用质量百分浓度为0.1~20%的海藻酸钠、活性肽、胶原、肝素、硫酸软骨素、透明质酸、粘多糖、糖蛋白、基质胶、右旋糖、壳聚糖、明胶和纤维蛋白原溶液中的至少一种。

5.如权利要求1所述的一种肝脏组织模拟结构的成形方法,其特征在于:所述肝脏种子细胞为肝细胞,或干细胞和肝细胞混合物,或干细胞与生长因子混合物;干细胞为脂肪干细胞、胚胎干细胞和诱导多能干细胞中的至少一种;所述血管种子细胞为脂肪干细胞、骨髓间充质干细胞、血管内皮细胞、平滑肌细胞、成纤维细胞、胚胎干细胞和诱导多能干细胞中的至少一种;所述神经种子细胞为神经元,或雪旺氏细胞,或干细胞与生长因子混合物。

6.如权利要求1-5任一权利要求所述的肝脏组织模拟结构的成形方法,其特征在于:所述上模具、下模具(201)、模拟动脉血管系统内模具(202a)、模拟静脉血管系统内模具(202b)、模拟神经系统内模具(202c)和模拟胆管系统内模具(205)采用金属或合成高分子材料;所述金属采用铝合金、黄铜或不锈钢材料;上述模具的合成高分子材料采用聚四氟乙烯、PBS塑料、光敏树脂、橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物塑料、聚笨乙烯塑料、聚甲基丙烯酸甲酯塑料、聚甲醛塑料、聚丙烯塑料、聚乙烯塑料、聚氯乙烯、聚酰胺塑料、聚碳酸酯塑料、环氧树脂、聚己内酯、聚氨酯或有机硅塑料。

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