[发明专利]一种具有生物活性器官的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于生物制造领域，尤其是涉及一种具有生物活性器官的制造方法。

背景技术

活性组织的制造可为人类的组织缺损提供最佳的替换品，因而一直是组织工程领域的研究热点。而血管作为生物体中的基本组织，承担着营养输送的重要任务，目前有关制作血管的方法主要有以下几类：

一类是以制作无生物活性的器官，主要以血管为主，例如：申请公布号为CN100364489A的专利文献公开了一种抗折型机织人造血管，血管管坯由经纬纱交织而成，在血管管坯的外表面有弹性带；在管坯的外壁具有以挑纱方式将经纱间隔挑成的一个个纱圈，纱圈以螺旋状或网络状排列于管坯的外壁，弹性带穿入一个个纱圈内，由纱圈定位于管坯的外壁。申请公布号为CN1522675A的专利文献公开了一种内壁无褶型机织人造血管，以平纹或斜纹与绞纱为基本组织，其特征是在构成基本组织的经纱间辅以一定间隔的经浮长纱，共同组成血管管坯的组织结构，管坯纬纱间的间隔因压缩而消除，形成光滑的血管内壁，管坯经纱中的经浮长纱则因压缩而形成拱起，构成血管外壁的皱褶。申请公布号为CN1248156A的专利文献公开了一种外科手术中之移植件的多层复合管状结构，包括：一包括一生物相容性材料的外层；一包括冶金法粘接到该外层的一非透射性材料的中间层；和一包括冶金法粘接到该中间层的一生物相容性材料的内层。这一类制作方法，仅能制作无活性的器官，适用性差。

第二类是以非人动物制作活性器官，例如申请公布号为CN102512263A的专利文献公开了一种把异体的器官换为器官接受者细胞组成的器官：首先准备好器官大小与人(器官接受者)器官大小差不多的动物(器官提供者)，然后，在器官移植前或移植后向动物的器官或循环的动物或器官接受者血液中注入相应的动物组织干细胞的抗体交联物。接下来在移植手术成功后按照常规剂量使用免疫抑制剂，同时注射干细胞动员剂，本发明具有器官来源充足，成本低，而且患者无需等待器官捐献者的出现就可以随时买到合适的器官，患者无需终身服用免疫抑制药物。然而这种方法，以牺牲其他动物为前提，可实施性差。

第三类是目前最具有研发前景的方法之一，该类方法以高分子等材料为主，基于活体细胞直接制造血管，目前主要是方法是通过凝胶颗粒包裹细胞，然后使用三维运动平台控制凝胶颗粒有序的沉积，实现活性血管的制造。这种方法的主要缺点是沉积后的血管组织，无法具有正常血管的功能，所沉积细胞间无法有效的建立通讯联系，因而也就无法具有正常血管的弹性、能分泌抗血栓物质等特性。

发明内容

本发明提供了一种具有生物活性器官的制造方法，可方便快速的制造出器官，该方法适于各种生物器官的制造中，具有加工方便，效率高、易于给制造出的器官输送营养、易于对器官细胞施加各种模拟体内器官所处环境的刺激。

一种具有生物活性器官的制造方法，包括：

(1)读取待加工器官的三维模型，对所述三维模型进行分层，得到层文件，读取每层层文件的结构特征数据；

(2)对于每一个层文件，根据其结构特征数据，分别在多孔基底上制作该层文件对应的器官截面，得到带有器官截面的器官基底；

(3)对于任意两个相邻的器官截面，在多孔基底上制作该相邻两个器官截面之间的营养通道截面，得到带有营养通道截面的营养通道基底；

(4)在器官基底上，根据每层层文件的结构特征数据信息，利用三维打印喷头实现细胞在器官截面上的沉积；

(5)将器官基底和营养通道基底按照次序依次固定，培养，形成具有生物活性器官。

步骤(1)中，待加工器官的三维模型可通过三维软件得到，例如可采用Solidworks、rhinocero等，也可采用CT扫描，然后三维重建的方式获得。对三维模型进行分层可采用常见的分层软件，例如MagicRP、Slic3R、Skeinforge等。步骤(1)中分层厚度，一般根据步骤(2)中多孔基底的厚度确定，一般为0.1-1mm，进一步优选为0.1-0.4mm。

步骤(2)和步骤(3)中，所述多孔基底可独立的选择无菌滤纸或多孔薄膜；可以是商品化的亲水无菌滤纸、也可以是自制的多孔亲水薄膜，厚度在0.1mm-1mm之间，亲水无菌滤纸或多孔亲水薄膜的孔径大小要能够通过细胞，即孔径控制在30μm-500μm之间。