[发明专利]多片层单元水凝胶包被的仿生毛细血管网的3D打印制法

权利要求书

1.多片层单元水凝胶包被的仿生毛细血管网的3D打印制法，其特征是：首先利用3D打印技术制备内含片层单元血管通道和生长因子的水凝胶，然后将内皮细胞接种至通道中培养一段时间后，得到片层单元水凝胶血管网络，接着将多个片层单元水凝胶血管网络变形组装后，采用激光雕刻或者切削的方式得到具有特定形状的待修复的血管部位，最后继续培养一段时间得到多片层单元水凝胶包被的仿生毛细血管网；

其中，片层单元血管通道为平面人体动脉或静脉血管网络状结构，由多个位于同一空间层面或不同空间层面的圆柱状通道组成，相邻两个圆柱状通道的中心距小于等于5mm，水凝胶为可被内皮细胞及其分化出的细胞侵入的水凝胶；水凝胶为丝素水凝胶；

内含片层单元血管通道和生长因子的水凝胶的制备步骤如下：

(1)利用3D打印技术构建圆柱体模型或由多个位于同一空间层面的圆柱体连接而成的复合模型，圆柱体的材质为明胶、海藻酸钠或壳聚糖；

(2)将模型置于注模容器中后进行组合，至所有的圆柱体位于同一空间层面或不同空间层面形成平面人体动脉或静脉血管网络状结构；

(3)向注模容器中注入丝素蛋白、生长因子、催化剂和交联剂的混合溶液，丝素蛋白、生长因子、催化剂和交联剂的混合溶液由含丝素蛋白、催化剂和交联剂的溶液与生长因子溶液混合而成，含丝素蛋白、催化剂和交联剂的溶液由丝素蛋白溶液、催化剂和交联剂混合而成；丝素蛋白溶液的浓度为5～15wt％，生长因子溶液的浓度为50～100ng/ml，丝素蛋白溶液与生长因子溶液的体积比为1～5:1；

(4)固化；

(5)去除圆柱体，并用水冲洗通道。

2.根据权利要求1所述的多片层单元水凝胶包被的仿生毛细血管网的3D打印制法，其特征在于，圆柱体的直径为0.05～0.8mm；

圆柱体模型或复合模型的构建过程为：

首先将明胶、海藻酸钠或壳聚糖溶解配制成浓度为10～20％(w/v)的3D打印溶液，然后将3D打印溶液倒入3D打印装置的料管中，由3D打印装置对构建好的模型进行线形逐层打印，最后对打印得到的产物进行冻干处理。

3.根据权利要求2所述的多片层单元水凝胶包被的仿生毛细血管网的3D打印制法，其特征在于，打印参数为：注射压力1.0～2.0bar，打印速度3.0～5.2mm/s，打印喷嘴直径0.26～0.8mm。

4.根据权利要求1所述的多片层单元水凝胶包被的仿生毛细血管网的3D打印制法，其特征在于，注模容器的内表面涂有脱模剂，注模容器的材质为PDMS或PMMA。

5.根据权利要求1所述的多片层单元水凝胶包被的仿生毛细血管网的3D打印制法，其特征在于，丝素蛋白溶液的制备过程为：在温度为27～40℃的条件下，将蚕丝纤维在浓度为9.0～9.3M的溴化锂溶液中溶解1～3h后在水中透析除盐并浓缩。

6.根据权利要求1所述的多片层单元水凝胶包被的仿生毛细血管网的3D打印制法，其特征在于，生长因子为VEGF、MCP-1、bFGF、S1P和PMA中的一种以上，或者为HGF与VEGF、MCP-1、bFGF、S1P和PMA中的一种以上的组合。

7.根据权利要求1所述的多片层单元水凝胶包被的仿生毛细血管网的3D打印制法，其特征在于，接种过程为：将浓度为50～150cells/ml的内皮细胞分散液灌注到通道中，震荡5～20min；培养一段时间是指培养7～14d；继续培养一段时间是指培养3～5d。