一種基于3d打印成型的重建尿道假體的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于3D打印成型的重建尿道假體的方法；通過(guò)細(xì)胞誘導(dǎo)因子分化為類上皮細(xì)胞、類平滑肌細(xì)胞，然后轉(zhuǎn)化成細(xì)胞液滴，該細(xì)胞液滴有細(xì)胞和培養(yǎng)液水凝膠混合而成，制成可供醫(yī)用3D打印機(jī)使用的生物墨水；選擇膠原與藻酸鹽混合的水凝膠作為支架材料的支架墨水；通過(guò)電腦控制細(xì)胞或細(xì)胞聚集體，細(xì)胞與凝膠間的比例及噴嘴的噴射位置和力度，以電控升降平臺(tái)控制噴頭升降，3D打印機(jī)兩個(gè)噴頭逐層交替打印尿道切面。通過(guò)體外培養(yǎng)脂肪源性干細(xì)胞，誘導(dǎo)其分化成尿路上皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞，然后轉(zhuǎn)化成細(xì)胞液滴，結(jié)合3D打印，在體外重建尿道，然后再將重建的尿道移植到患者身上去，解決了尿道重建的難題。
【專利說(shuō)明】
一種基于3D打印成型的重建尿道假體的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及尿道假體的制備，尤其涉及一種基于3D打印成型的重建尿道假體的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]尿道疾病病因、病情復(fù)雜，發(fā)病率高，相關(guān)的尿道重建手術(shù)難度大，風(fēng)險(xiǎn)高，且各醫(yī)院尿道重建的技術(shù)掌握尚不平衡。其中往往需要進(jìn)行尿道修復(fù)或重建的尿道疾病有:尿道狹窄和先天性尿道畸形。尿道狹窄在全世界內(nèi)有不同的患病率。我國(guó)尿道狹窄的主要病因是外傷導(dǎo)致的，如骨盆骨折、會(huì)陰部鈍性損傷;尿道狹窄的第二大病因是各種醫(yī)療操作所致尿道狹窄，如:留置導(dǎo)尿、開放性前列腺切除、經(jīng)尿道手術(shù)、尿道下裂術(shù)后。傳統(tǒng)的手術(shù)多存在尿瘺、狹窄等并發(fā)癥，部分甚至需要行二期手術(shù)，這使得患者及家屬難以接受。近年來(lái)，組織工程的發(fā)展及干細(xì)胞的應(yīng)用為尿道的修復(fù)與重建提供了新的思路和廣闊的前景。組織工程尿道重建包括支架材料的研制、種子細(xì)胞的培養(yǎng)和種植、工程化尿道組織的構(gòu)建。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種基于3D打印成型的重建尿道假體的方法。通過(guò)體外培養(yǎng)脂肪源性干細(xì)胞，誘導(dǎo)其分化成尿路上皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞，然后轉(zhuǎn)化成細(xì)胞液滴，結(jié)合3D打印技術(shù)，在體外重建尿道，然后再將重建的尿道移植到患者身上去，解決了尿道重建的難題。
[0004]本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]—種基于3D打印成型的重建尿道假體的方法，包括如下步驟:
[0006]步驟1:脂肪源性干細(xì)胞提取，通過(guò)細(xì)胞誘導(dǎo)因子分化為類上皮細(xì)胞、類平滑肌細(xì)胞，然后轉(zhuǎn)化成細(xì)胞液滴，該細(xì)胞液滴有細(xì)胞和培養(yǎng)液水凝膠混合而成，制成可供醫(yī)用3D打印機(jī)2使用的生物墨水3;
[0007]步驟2:選擇膠原與藻酸鹽混合的水凝膠作為支架材料的支架墨水4，將支架墨水4與生物墨水3分別裝入雙噴頭3D打印機(jī)各自材料儲(chǔ)罐內(nèi)；
[0008]步驟3:通過(guò)電腦I控制細(xì)胞或細(xì)胞聚集體，細(xì)胞與凝膠間的比例及噴嘴的噴射位置和力度，以電控升降平臺(tái)控制噴頭升降，3D打印機(jī)的其中一個(gè)噴頭先打印一層支架，另一噴頭在支架上打印生物墨水，逐層交替打印尿道切面，直至打印出重建的孔道結(jié)構(gòu)的尿道假體。
[0009]所述尿道的數(shù)據(jù)采用3D掃描儀得到。
[0010]所述3D打印機(jī)采用靜電驅(qū)動(dòng)的雙噴頭3D生物噴墨打印機(jī)。
[0011]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0012](I)本發(fā)明將脂肪源性干細(xì)胞的提取出來(lái)，通過(guò)誘導(dǎo)因子分化為類上皮細(xì)胞、類平滑肌細(xì)胞，然后轉(zhuǎn)化成細(xì)胞液滴，制成可供醫(yī)用3D打印機(jī)使用的生物墨水;這種生物墨水可以更有效轉(zhuǎn)化成尿道組織細(xì)胞，在打印后生成尿道組織。
[0013](2)本發(fā)明選取膠原與藻酸鹽混合的水凝膠，作為適合細(xì)胞種植培養(yǎng)支架及適合3D打印孔道結(jié)構(gòu)的材料;這種支架墨水用于支撐和培養(yǎng)上述細(xì)胞轉(zhuǎn)化成尿道組織細(xì)胞及其生成的尿道組織。
[0014](3)本發(fā)明利用采用靜電驅(qū)動(dòng)的雙噴頭3D打印技術(shù)，同時(shí)打印類上皮細(xì)胞、類平滑肌細(xì)胞的液滴墨水及支架材料，逐層重建打印出具有上皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞等分層的尿道結(jié)構(gòu);本發(fā)明的尺寸數(shù)據(jù)通過(guò)3D掃描儀得到，通過(guò)3D打印機(jī)打印出特定的尿道組織，技術(shù)手段簡(jiǎn)便易行。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明3D打印機(jī)，即雙噴頭3D生物噴墨打印機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明基于3D打印成型的重建尿道假體制備流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。
[0018]實(shí)施例
[0019]如圖1、圖2所示。本發(fā)明公開了一種基于3D打印成型的重建尿道假體的方法，包括如下步驟:
[0020]步驟1:脂肪源性干細(xì)胞提取，通過(guò)細(xì)胞誘導(dǎo)因子分化為類上皮細(xì)胞、類平滑肌細(xì)胞，然后轉(zhuǎn)化成細(xì)胞液滴，該細(xì)胞液滴有細(xì)胞和培養(yǎng)液水凝膠混合而成，制成可供醫(yī)用3D打印機(jī)2使用的生物墨水3;
[0021 ]步驟2:選擇膠原與藻酸鹽混合的水凝膠作為支架材料的支架墨水4，將支架墨水4與生物墨水3分別裝入雙噴頭3D打印機(jī)各自材料儲(chǔ)罐內(nèi)；
[0022]步驟3:電腦I通過(guò)得到的尿道尺度數(shù)據(jù)，通過(guò)電腦I控制細(xì)胞或細(xì)胞聚集體，細(xì)胞與凝膠間的比例及噴嘴的噴射位置和力度，以電控升降平臺(tái)控制噴頭升降，3D打印機(jī)的其中一個(gè)噴頭先打印一層支架，另一噴頭在支架上打印生物墨水，逐層交替打印尿道切面，直至打印出重建的孔道結(jié)構(gòu)的尿道假體。
[0023]所述支架墨水4為膠原與藻酸鹽按照1:1的比例混合的水凝膠。
[0024]所述尿道的數(shù)據(jù)采用3D掃描儀得到。
[0025]所述3D打印機(jī)采用靜電驅(qū)動(dòng)的雙噴頭3D生物噴墨打印機(jī)。
[0026]如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0027]本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于3D打印成型的重建尿道假體的方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟1:脂肪源性干細(xì)胞提取，通過(guò)細(xì)胞誘導(dǎo)因子分化為類上皮細(xì)胞、類平滑肌細(xì)胞，然后轉(zhuǎn)化成細(xì)胞液滴，該細(xì)胞液滴有細(xì)胞和培養(yǎng)液水凝膠混合而成，制成可供醫(yī)用3D打印機(jī)使用的生物墨水； 步驟2:選擇膠原與藻酸鹽混合的水凝膠作為支架材料的支架墨水，將支架墨水與生物墨水分別裝入雙噴頭3D打印機(jī)各自材料儲(chǔ)罐內(nèi)； 步驟3:通過(guò)電腦I控制細(xì)胞或細(xì)胞聚集體，細(xì)胞與凝膠間的比例及噴嘴的噴射位置和力度，以電控升降平臺(tái)控制噴頭升降，3D打印機(jī)的其中一個(gè)噴頭先打印一層支架，另一噴頭在支架上打印生物墨水，逐層交替打印尿道切面，直至打印出重建的孔道結(jié)構(gòu)的尿道假體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于3D打印成型的重建尿道假體的方法，其特征在于:步驟2所述膠原與藻酸鹽按照1:1的比例混合。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述基于3D打印成型的重建尿道假體的方法，其特征在于:所述尿道的數(shù)據(jù)采用3D掃描儀得到。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于3D打印成型的重建尿道假體的方法，其特征在于:所述3D打印機(jī)采用靜電驅(qū)動(dòng)的雙噴頭3D生物噴墨打印機(jī)。
【文檔編號(hào)】C12N5/071GK106085949SQ201610461080
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月21日
【發(fā)明人】文尚勝, 史晨陽(yáng)
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)