一种利用3d打印技术制备肠癌类器官的新方法
技术领域
1.本发明涉及一种利用3d打印技术制备肠癌类器官的新方法，属于肠癌类器官制备技术领域。
背景技术：
2.大肠癌的分类是比较复杂的，通常指的是病理学分类，临床上比较常见的有腺癌，黏液癌，印戒细胞癌等，临床上比较多的腺癌，往往是由于腺瘤性息肉变来的，腺瘤性息肉就很常见了，在50-60岁的患者身上做肠镜的检查，经常会发现这种小的腺瘤性息肉。这种息肉的经过一段时间的生长，往往经过8-10年的时间长到1-2cm以上的时候，其顶端就会发现一些细胞的变异，然后乃至发生了腺瘤性的息肉的癌变，最后变成腺癌。因此也就是说，我们建议正常人是在50岁以上常规做肠镜检查，及早发现这些腺瘤性息肉，给予切除,就避免以后变成癌的几率。
3.现有技术中，肠癌类器官在人体内较为复杂，对医生判断肠类器官具体病变的位置和对具体的医疗手段不能明确，因此亟需一种利用3d打印技术制备肠癌类器官的新方法。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种利用3d打印技术制备肠癌类器官的新方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用3d打印技术制备肠癌类器官的新方法，所述利用3d打印技术制备肠癌类器官的新方法步骤如下：
6.步骤一：肠癌类器官数据获取，首先通过计算机断层扫描和核磁共振技术对患者的病变处肠癌类器官进行数据获取，并通过计算机辅助设计和计算机辅助制造(cad-cam)工具和数学建模则用于复杂组织的成像和结构组成信息的收集和数字化；
7.步骤二：制备打印材料，肠癌类器官模型结构，首先取明胶和海藻酸钠粉末，分别溶于纯水中，配成浓度为20％(w/v)的明胶溶液和10％(w/v)的海藻酸钠溶液，得到密度约为106cells/ml的细胞/基质材料混合物；
8.步骤三：打印肠癌类器官，将步骤二中的细胞/基质材料混合物置于细胞3d打印机的成型室中准备打印，打印温度为8℃，得到肠癌类器官组织；
9.步骤四：将肠癌类器官组织放置5％co237℃培养箱中至少30min，待基质胶完全凝固，沿孔壁每孔缓慢加入500μl预先恢复至室温的类器官培养基即可得到肠癌类器官。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤一中，计算机断层扫描基于不同组织对x射线的不同程度地吸收来进行观察和诊断，通过x射线源绕着物体旋转，随着x射线穿透人体，传感器测量传输的光束强度和角度，并将数据记录汇编、表示为组织小体积的像素整合。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤一中，核磁共振技术在软组织中提供
较高的空间分辨率，利用核磁共振，强磁场使成像组织中的一小部分细胞核与磁场对齐，原子核能量状态的变化产生射频信号，可以用接收线圈测量肠癌类器官的数据信息。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤二中，将明胶溶液﹑海藻酸钠溶液和肠癌类器官单细胞悬液按体积比为5∶5∶1混合均匀。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤三中，3d打印机成型系统包括软件系统﹑硬件系统2个部分；软件系统包括数据处理软件和系统控制软件,能精确控制打印过程，硬件系统分为控制系统和机械系统，控制系统包括运动控制卡﹑温度控制系统以及材料运输控制电路硬件电路；机械系统包括四轴运动系统、制冷模块，四轴运动系统中，3个伺服电机控制喷头在x/y/z方向的精确定位,一个步进电机控制材料挤出。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种利用3d打印技术制备肠癌类器官的新方法，本方法能够在患者体外对肠癌类的各类器官进行打印，可以获得完整详细的肠癌器官的结构，医生可以根据3d打印出的模型器官情况，能够完整的对癌变部分进行充分的了解，从而找到具体的医疗手段，增加患者的治愈率，减轻患者的痛苦。
具体实施方式
15.对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.本发明提供了一种利用3d打印技术制备肠癌类器官的新方法，所述利用3d打印技术制备肠癌类器官的新方法步骤如下：
17.步骤一：肠癌类器官数据获取，首先通过计算机断层扫描和核磁共振技术对患者的病变处肠癌类器官进行数据获取，并通过计算机辅助设计和计算机辅助制造(cad-cam)工具和数学建模则用于复杂组织的成像和结构组成信息的收集和数字化；
18.步骤二：制备打印材料，肠癌类器官模型结构，首先取明胶和海藻酸钠粉末，分别溶于纯水中，配成浓度为20％(w/v)的明胶溶液和10％(w/v)的海藻酸钠溶液，得到密度约为106cells/ml的细胞/基质材料混合物；
19.步骤三：打印肠癌类器官，将步骤二中的细胞/基质材料混合物置于细胞3d打印机的成型室中准备打印，打印温度为8℃，得到肠癌类器官组织；
20.步骤四：将肠癌类器官组织放置5％co237℃培养箱中至少30min，待基质胶完全凝固，沿孔壁每孔缓慢加入500μl预先恢复至室温的类器官培养基即可得到肠癌类器官。
21.其中，所述步骤一中，计算机断层扫描基于不同组织对x射线的不同程度地吸收来进行观察和诊断，通过x射线源绕着物体旋转，随着x射线穿透人体，传感器测量传输的光束强度和角度，并将数据记录汇编、表示为组织小体积的像素整合。
22.进一步地，所述步骤一中，核磁共振技术在软组织中提供较高的空间分辨率，利用核磁共振，强磁场使成像组织中的一小部分细胞核与磁场对齐，原子核能量状态的变化产生射频信号，可以用接收线圈测量肠癌类器官的数据信息。
23.更进一步地，所述步骤二中，将明胶溶液﹑海藻酸钠溶液和肠癌类器官单细胞悬液按体积比为5∶5∶1混合均匀。
24.其中，所述步骤三中，3d打印机成型系统包括软件系统﹑硬件系统2个部分；软件系
统包括数据处理软件和系统控制软件,能精确控制打印过程，硬件系统分为控制系统和机械系统，控制系统包括运动控制卡﹑温度控制系统以及材料运输控制电路硬件电路；机械系统包括四轴运动系统、制冷模块，四轴运动系统中，3个伺服电机控制喷头在x/y/z方向的精确定位,一个步进电机控制材料挤出。
25.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：
1.一种利用3d打印技术制备肠癌类器官的新方法，其特征在于，所述利用3d打印技术制备肠癌类器官的新方法步骤如下：步骤一：肠癌类器官数据获取，首先通过计算机断层扫描和核磁共振技术对患者的病变处肠癌类器官进行数据获取，并通过计算机辅助设计和计算机辅助制造(cad-cam)工具和数学建模则用于复杂组织的成像和结构组成信息的收集和数字化；步骤二：制备打印材料，肠癌类器官模型结构，首先取明胶和海藻酸钠粉末，分别溶于纯水中，配成浓度为20％(w/v)的明胶溶液和10％(w/v)的海藻酸钠溶液，得到密度约为106cells/ml的细胞/基质材料混合物；步骤三：打印肠癌类器官，将步骤二中的细胞/基质材料混合物置于细胞3d打印机的成型室中准备打印，打印温度为8℃，得到肠癌类器官组织；步骤四：将肠癌类器官组织放置5％co237℃培养箱中至少30min，待基质胶完全凝固，沿孔壁每孔缓慢加入500μl预先恢复至室温的类器官培养基即可得到肠癌类器官。2.根据权利要求1所述的一种利用3d打印技术制备肠癌类器官的新方法，其特征在于：所述步骤一中，计算机断层扫描基于不同组织对x射线的不同程度地吸收来进行观察和诊断，通过x射线源绕着物体旋转，随着x射线穿透人体，传感器测量传输的光束强度和角度，并将数据记录汇编、表示为组织小体积的像素整合。3.根据权利要求1所述的一种利用3d打印技术制备肠癌类器官的新方法，其特征在于：所述步骤一中，核磁共振技术在软组织中提供较高的空间分辨率，利用核磁共振，强磁场使成像组织中的一小部分细胞核与磁场对齐，原子核能量状态的变化产生射频信号，可以用接收线圈测量肠癌类器官的数据信息。4.根据权利要求1所述的一种利用3d打印技术制备肠癌类器官的新方法，其特征在于：所述步骤二中，将明胶溶液﹑海藻酸钠溶液和肠癌类器官单细胞悬液按体积比为5∶5∶1混合均匀。5.根据权利要求1所述的一种利用3d打印技术制备肠癌类器官的新方法，其特征在于：所述步骤三中，3d打印机成型系统包括软件系统﹑硬件系统2个部分；软件系统包括数据处理软件和系统控制软件,能精确控制打印过程，硬件系统分为控制系统和机械系统，控制系统包括运动控制卡﹑温度控制系统以及材料运输控制电路硬件电路；机械系统包括四轴运动系统、制冷模块，四轴运动系统中，3个伺服电机控制喷头在x/y/z方向的精确定位,一个步进电机控制材料挤出。
技术总结
本发明公开了一种利用3D打印技术制备肠癌类器官的新方法，所述利用3D打印技术制备肠癌类器官的新方法步骤如下：步骤一：肠癌类器官数据获取，步骤二：制备打印材料，步骤三：打印肠癌类器官，步骤四：将肠癌类器官组织放置5％CO237℃培养箱中至少30min，待基质胶完全凝固，沿孔壁每孔缓慢加入500μL预先恢复至室温的类器官培养基即可得到肠癌类器官，本发明一种利用3D打印技术制备肠癌类器官的新方法，本方法能够在患者体外对肠癌类的各类器官进行打印，可以获得完整详细的肠癌器官的结构，医生可以根据3D打印出的模型器官情况，能够完整的对癌变部分进行充分的了解，从而找到具体的医疗手段，增加患者的治愈率，减轻患者的痛苦。苦。
技术研发人员：孙涛
受保护的技术使用者：零壹人工智能科技研究院（南京）有限公司
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2023/3/21