[发明专利]大体积组织工程组织器官内部仿生血管网的构筑方法

权利要求书

1.一种大体积组织工程组织器官内部仿生血管网的构筑方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）建模：

采集某一大体积组织的生物信息，包括其中血管网的信息，输入计算机进行仿生建模；

2）配料：

准备构建血管网所需的各种活细胞，配置适用构建血管网所需的各种细胞的液态可固化水凝胶材料载体，将构建血管网所需的各种活细胞按设定的密度分别与相应的液态可固化水凝胶材料载体混合，配制成含活细胞的多种生物墨水，同时，配制弹力纤维打印材料，并配制用于血管管腔成型的铸型剂；

3）3D打印血管：

将步骤 1 )建好的模型数据输入生物3D打印机的配套设备中设置打印程序，使生物3D打印机在组织工程仿生培养器中的打印平台上进行3D打印，将步骤2 )中的配制的铸型剂、弹力纤维打印材料以及多种生物墨水分别装载到生物3D打印机的各料仓中，生物3D打印机的多个喷头按照设定的打印程序轮流喷出液滴进行3D打印，其中喷出的多种液滴分别在相应的条件下自动固化，其中，用步骤2）配制的铸型剂打印血管网的血管管腔区域，用步骤2）配制的弹力纤维打印材料打印血管网的血管管壁的弹力纤维层，用步骤2）配制的多种生物墨水分别打印血管网的血管管壁对应的细胞层，实现血管网的血管管壁的多层结构打印；

4 ) 刻蚀成型：

采用刻蚀手段去除血管网中用于血管管腔成型的铸型剂，最终形成具有完全生物功能的仿生血管网；

5 )体外培养：

将形成的具有完全生物功能的仿生血管网在组织工程仿生培养器中进行培养，并使仿生血管网的主血管与培养液输送管连接进行组织工程培养，实现培养液在大体积人工组织中的仿生血管网内外循环，完成大体积人工组织中的仿生血管网的存活与功能化。

2.根据权利要求1所述的大体积组织工程组织器官内部仿生血管网的构筑方法，其特征在于：步骤4）中通过酶或螯合反应或温控或光照的手段去除血管网中用于血管管腔成型的铸型剂。

3.根据权利要求1所述的大体积组织工程组织器官内部仿生血管网的构筑方法，其特征在于：打印过程中，承载打印组织的打印平台根据打印的速度缓缓下降，将已固化成型的组织浸入组织工程仿生培养器中的培养液，以保持组织中细胞的活性。

4.根据权利要求1所述的大体积组织工程组织器官内部仿生血管网的构筑方法，其特征在于：含细胞的生物墨水中加入促生长细胞因子，不同的细胞加入相应的促生长细胞因子。

5.根据权利要求1所述的大体积组织工程组织器官内部仿生血管网的构筑方法，其特征在于：所述弹力纤维打印材料采用能固化的且具有弹性的蛋白质或其他生物相容性物质，使血管管壁有弹性，可舒张或收缩。

6.根据权利要求1所述的大体积组织工程组织器官内部仿生血管网的构筑方法，其特征在于：所述铸型剂采用可控降解水凝胶。

7.一种基于生物3D打印的大体积人工组织中的仿生血管网，其特征在于：血管网的血管管壁由弹力纤维层和三个细胞层构成四层环状结构，血管管壁的四层环状结构从内向外分别为第一细胞层、弹力纤维层、第二细胞层、第三细胞层，血管管壁的第一细胞层由只含血管内皮细胞的生物墨水通过3D打印成型，血管管壁的弹力纤维层由弹力纤维打印材料通过3D打印成型，血管管壁的第二细胞层由只含平滑肌细胞的生物墨水通过3D打印成型，血管管壁的第三细胞层由只含成纤维细胞的生物墨水通过3D打印成型，所述血管管壁内由铸型剂通过3D打印成型有血管管腔成型支撑体，所述血管管壁内的血管管腔成型支撑体经刻蚀后形成血管管腔。

8.根据权利要求7所述的大体积人工组织中的仿生血管网，其特征在于：血管网两端分别汇聚成主血管。