一种基于3d打印成型的重建尿道假体的方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于3D打印成型的重建尿道假体的方法；通过细胞诱导因子分化为类上皮细胞、类平滑肌细胞，然后转化成细胞液滴，该细胞液滴有细胞和培养液水凝胶混合而成，制成可供医用3D打印机使用的生物墨水；选择胶原与藻酸盐混合的水凝胶作为支架材料的支架墨水；通过电脑控制细胞或细胞聚集体，细胞与凝胶间的比例及喷嘴的喷射位置和力度，以电控升降平台控制喷头升降，3D打印机两个喷头逐层交替打印尿道切面。通过体外培养脂肪源性干细胞，诱导其分化成尿路上皮细胞和平滑肌细胞，然后转化成细胞液滴，结合3D打印，在体外重建尿道，然后再将重建的尿道移植到患者身上去，解决了尿道重建的难题。
【专利说明】
一种基于3D打印成型的重建尿道假体的方法
技术领域
[0001]本发明涉及尿道假体的制备，尤其涉及一种基于3D打印成型的重建尿道假体的方法。
【背景技术】
[0002]尿道疾病病因、病情复杂，发病率高，相关的尿道重建手术难度大，风险高，且各医院尿道重建的技术掌握尚不平衡。其中往往需要进行尿道修复或重建的尿道疾病有:尿道狭窄和先天性尿道畸形。尿道狭窄在全世界内有不同的患病率。我国尿道狭窄的主要病因是外伤导致的，如骨盆骨折、会阴部钝性损伤;尿道狭窄的第二大病因是各种医疗操作所致尿道狭窄，如:留置导尿、开放性前列腺切除、经尿道手术、尿道下裂术后。传统的手术多存在尿瘘、狭窄等并发症，部分甚至需要行二期手术，这使得患者及家属难以接受。近年来，组织工程的发展及干细胞的应用为尿道的修复与重建提供了新的思路和广阔的前景。组织工程尿道重建包括支架材料的研制、种子细胞的培养和种植、工程化尿道组织的构建。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种基于3D打印成型的重建尿道假体的方法。通过体外培养脂肪源性干细胞，诱导其分化成尿路上皮细胞和平滑肌细胞，然后转化成细胞液滴，结合3D打印技术，在体外重建尿道，然后再将重建的尿道移植到患者身上去，解决了尿道重建的难题。
[0004]本发明通过下述技术方案实现:
[0005]—种基于3D打印成型的重建尿道假体的方法，包括如下步骤:
[0006]步骤1:脂肪源性干细胞提取，通过细胞诱导因子分化为类上皮细胞、类平滑肌细胞，然后转化成细胞液滴，该细胞液滴有细胞和培养液水凝胶混合而成，制成可供医用3D打印机2使用的生物墨水3;
[0007]步骤2:选择胶原与藻酸盐混合的水凝胶作为支架材料的支架墨水4，将支架墨水4与生物墨水3分别装入双喷头3D打印机各自材料储罐内；
[0008]步骤3:通过电脑I控制细胞或细胞聚集体，细胞与凝胶间的比例及喷嘴的喷射位置和力度，以电控升降平台控制喷头升降，3D打印机的其中一个喷头先打印一层支架，另一喷头在支架上打印生物墨水，逐层交替打印尿道切面，直至打印出重建的孔道结构的尿道假体。
[0009]所述尿道的数据采用3D扫描仪得到。
[0010]所述3D打印机采用静电驱动的双喷头3D生物喷墨打印机。
[0011]本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果:
[0012](I)本发明将脂肪源性干细胞的提取出来，通过诱导因子分化为类上皮细胞、类平滑肌细胞，然后转化成细胞液滴，制成可供医用3D打印机使用的生物墨水;这种生物墨水可以更有效转化成尿道组织细胞，在打印后生成尿道组织。
[0013](2)本发明选取胶原与藻酸盐混合的水凝胶，作为适合细胞种植培养支架及适合3D打印孔道结构的材料;这种支架墨水用于支撑和培养上述细胞转化成尿道组织细胞及其生成的尿道组织。
[0014](3)本发明利用采用静电驱动的双喷头3D打印技术，同时打印类上皮细胞、类平滑肌细胞的液滴墨水及支架材料，逐层重建打印出具有上皮细胞、平滑肌细胞等分层的尿道结构;本发明的尺寸数据通过3D扫描仪得到，通过3D打印机打印出特定的尿道组织，技术手段简便易行。
【附图说明】
[0015]图1为本发明3D打印机，即双喷头3D生物喷墨打印机结构示意图。
[0016]图2为本发明基于3D打印成型的重建尿道假体制备流程图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
[0018]实施例
[0019]如图1、图2所示。本发明公开了一种基于3D打印成型的重建尿道假体的方法，包括如下步骤:
[0020]步骤1:脂肪源性干细胞提取，通过细胞诱导因子分化为类上皮细胞、类平滑肌细胞，然后转化成细胞液滴，该细胞液滴有细胞和培养液水凝胶混合而成，制成可供医用3D打印机2使用的生物墨水3;
[0021 ]步骤2:选择胶原与藻酸盐混合的水凝胶作为支架材料的支架墨水4，将支架墨水4与生物墨水3分别装入双喷头3D打印机各自材料储罐内；
[0022]步骤3:电脑I通过得到的尿道尺度数据，通过电脑I控制细胞或细胞聚集体，细胞与凝胶间的比例及喷嘴的喷射位置和力度，以电控升降平台控制喷头升降，3D打印机的其中一个喷头先打印一层支架，另一喷头在支架上打印生物墨水，逐层交替打印尿道切面，直至打印出重建的孔道结构的尿道假体。
[0023]所述支架墨水4为胶原与藻酸盐按照1:1的比例混合的水凝胶。
[0024]所述尿道的数据采用3D扫描仪得到。
[0025]所述3D打印机采用静电驱动的双喷头3D生物喷墨打印机。
[0026]如上所述，便可较好地实现本发明。
[0027]本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于3D打印成型的重建尿道假体的方法，其特征在于包括如下步骤: 步骤1:脂肪源性干细胞提取，通过细胞诱导因子分化为类上皮细胞、类平滑肌细胞，然后转化成细胞液滴，该细胞液滴有细胞和培养液水凝胶混合而成，制成可供医用3D打印机使用的生物墨水； 步骤2:选择胶原与藻酸盐混合的水凝胶作为支架材料的支架墨水，将支架墨水与生物墨水分别装入双喷头3D打印机各自材料储罐内； 步骤3:通过电脑I控制细胞或细胞聚集体，细胞与凝胶间的比例及喷嘴的喷射位置和力度，以电控升降平台控制喷头升降，3D打印机的其中一个喷头先打印一层支架，另一喷头在支架上打印生物墨水，逐层交替打印尿道切面，直至打印出重建的孔道结构的尿道假体。2.根据权利要求1所述基于3D打印成型的重建尿道假体的方法，其特征在于:步骤2所述胶原与藻酸盐按照1:1的比例混合。3.根据权利要求1或2或3所述基于3D打印成型的重建尿道假体的方法，其特征在于:所述尿道的数据采用3D扫描仪得到。4.根据权利要求3所述基于3D打印成型的重建尿道假体的方法，其特征在于:所述3D打印机采用静电驱动的双喷头3D生物喷墨打印机。
【文档编号】C12N5/071GK106085949SQ201610461080
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】文尚胜, 史晨阳
【申请人】华南理工大学