[发明专利]肝单元支架的构建方法、肝单元支架及在药物检测领域的应用

说明书

本发明涉及生物医学领域，尤其涉及一种肝单元支架的构建方法、肝单元支架及其在药物检测领域的应用。本发明的目的在于提供一种肝单元支架的构建方法、肝单元支架及其在药物检测领域的应用，其中，肝单元支架的构建方法包括以下步骤：将凝胶化的第一组合物装入生物3D打印机中，按预定路径打印中间体，其中第一组合物包括肝实质细胞和生物可降解材料；在中间体上滴加交联剂，使中间体中的生物可降解材料交联，形成肝单元支架，所述肝单元支架的内部具有通道。该肝单元支架中细胞种类、数量、位置可控，并且通道可控，为不同细胞提供微环境，且能用于研究新药的药物肝毒性，用于检测药物代谢产物，基因表达、蛋白质表达、细胞凋亡、细胞增殖。

技术领域

本发明涉及生物医学领域，尤其涉及一种肝单元支架的构建方法、肝单元支架及其在药物检测领域的应用。

背景技术

药物性肝病是指肝暴露于药物但无其他感染性因素引起的肝功能损伤，是肝生化异常的常见原因之一。由于人们服用的药物，及日常生活环境中接触到的各种具有药物功能的营养保健品、特殊的食物、酒精等，使得药物性肝病成为社会一种日益严重的问题。因此，为了降低药物性肝病，制药公司往往投资巨额的研发费用，从候选的药物中进行筛选，平均每个被批准的新药所耗费的研发费用大概为5～20亿美元。

目前备受关注的Organovo公司提出的工程肝组织、其阵列及制备方法，公开号为CN103946374A，其基本原理是将细胞与凝胶材料共混后，将一层含细胞的凝胶置于另一层凝胶上，不断重复，直至打印完成组织。但其发明中并未研究模型的结构对细胞的影响。公开号为CN101148656B的一种工程化肝单元的构建方法，是将骨髓间充质干细胞纤维蛋白混合后，加入凝血酶，呈半透明半固体凝胶后，置于具有空洞的支架中，加入细胞因子，诱导骨髓间充质干细胞分化成肝细胞，从而完成肝组织的构建。但该方法局限于细胞，并且不能达到工程化级别；所构建的肝组织结构固定，不能进行灵活改变，不能更好的仿生肝的生物结构。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种肝单元支架的构建方法，肝单元支架中细胞种类、数量、位置可控，并且通道可控，为不同细胞提供微环境。

本发明还提供一种肝单元支架，肝单元支架中细胞种类、位置可控，并且通道可控，为不同细胞提供微环境。

本发明还提供一种肝单元支架在药物检测领域的应用，能用于研究新药的药物肝毒性，用于检测药物代谢产物，基因表达、蛋白质表达、细胞凋亡、细胞增殖。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种肝单元支架的构建方法，包括以下步骤：将凝胶化的第一组合物装入生物3D打印机中，按预定路径打印中间体，所述第一组合物包括肝实质细胞和生物可降解材料；在所述中间体上滴加交联剂，使中间体中的生物可降解材料交联，形成肝单元支架，所述肝单元支架的内部具有通道。

优选地，所述将凝胶化的第一组合物装入生物3D打印机中，在按预定路径打印中间体的步骤中：打印至少一个第一结构，形成第一层；在所述第一层上打印至少一个第二结构，形成第二层，所述第一层和所述第二层形成层结构，所述层结构层层叠加至预定高度，其中，所述第二结构与其下方对应的所述第一结构交叉，至少一个所述第一结构和至少一个所述第二结构交叉形成通道。

优选地，所述通道的体积大于或等于所述肝单元支架体积的30％。

优选地，所述肝单元支架的横截面为六边形结构。

优选地，所述中间体具有至少一个腔室；在所述中间体上滴加交联剂，使中间体中的生物可降解材料交联的步骤之前，在所述腔室的至少边缘处打印凝胶化的第二组合物，所述第二组合物包括肝非实质细胞和生物可降解材料。