[发明专利]一种可长期保存的即用型冷冻活性组织模型及其制备方法

说明书

本发明涉及组织工程仿生模型技术领域，具体涉及一种可长期保存的即用型冷冻活性组织模型及其制备方法，该冷冻活性组织模型包括由无血清快速细胞冷冻液、细胞构成的细胞悬浮液以及浸泡在细胞悬浮液内的“海绵基”微流道结构，所述“海绵基”微流道结构用于模拟自然器官血管，内载海绵状的微观结构，由生物水凝胶经冷冻干燥制成。本发明的可长期保存的即用型冷冻活性组织模型具有仿生微流道结构和整体性的海绵式微观结构，既实现了与自然器官血管结构的相似性，又有利于营养和氧气的传输；采用生物材料、无血清快速细胞冻存液和细胞形成的可长期保存、即用型冷冻活性组织模型，既能保证长期储存，即用即解冻复苏，又能保持生物活性特征。

技术领域

本发明涉及组织工程仿生模型技术领域，具体涉及一种可长期保存的即用型冷冻活性组织模型及其制备方法。

背景技术

生物组织工程学科的产生旨在为人类损坏的组织器官进行修复和再生，但是人们普遍发现，生物组织工程尚未在临床结果和商业化方面取得重大进展，这主要是因为组织工程领域涉及到许多不同的实验阶段和不同的学科交叉，这也就意味着具有活性的生物组织模型需要不同实验室和科研人员之间的相互协作完成。一种可长期保存的即用型冷冻活性组织模型不仅为实验室间的合作提供可能，而且为其商品化也提供了途径，并且能做大程度的实现可复制、和成本时间效益的可控。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种可长期保存的即用型冷冻活性组织模型及其制备方法，该冷冻活性组织模型可以最大程度模拟体内组织微结构与生理环境，又能实现在长期低温保存后，其生物活性的最大化。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种可长期保存的即用型冷冻活性组织模型，包括由无血清快速细胞冷冻液、细胞构成的细胞悬浮液以及浸泡在细胞悬浮液内的“海绵基”微流道结构，所述“海绵基”微流道结构用于模拟自然器官血管，内载海绵状的微观结构，由生物水凝胶经冷冻干燥制成。

进一步地，所述生物水凝胶由生物材料交联制成，生物材料为海藻酸钠、明胶、胶原或纤维蛋白，交联方法为钙离子交联法、酶交联法或超声交联法。

进一步地，所述的细胞悬浮液由无血清快速细胞冷冻液分散细胞，形成细胞悬浮液

进一步地，所述的细胞为肝细胞、骨细胞、干细胞、永生化细胞、肿瘤细胞或原代肝细胞。

进一步地，所述的细胞密度为1×～2×10⁶Cells/ml。

进一步地，可长期保存的即用型冷冻活性组织模型长期存放于-80℃环境中，即用即解冻复苏活性，能够实现仿生活性组织的实验室间运输、商业化保存和无差别样本检测。

本发明还提供了上述一种可长期保存的即用型冷冻活性组织模型的制备方法，包括如下步骤：

S1、根据医学CT、核磁共振技术重构器官微观血管结构的三维计算机模型，将三维计算机模型以IGES格式导入计算机辅助设计软件进行实体化仿生设计，构建出具有微观流道结构的仿生模型；

S2、根据所述具有微观流道结构的仿生模型设计仿生模型模具图纸，其中，微流道直径在0.1～1.5mm之间；

将仿生模型模具图纸以STL格式导出，以树脂为材料利用光固化打印技术制备仿生模型模具；

S3、向制备所得的仿生模型模具内灌注液体硅橡胶，经固化得到硅橡胶仿生模型；

S4、向所述的硅橡胶仿生模型中灌注水，经过-20℃冷冻处理得到仿生模型的冰制模具；

S5、配制生物材料溶液，将生物材料溶液灌注到所述的冰制模具内，经交联、冷冻处理形成固态生物材料仿生模型；

S6、将所述固态生物材料仿生模型放入冷冻干燥机，经冷冻干燥处理24小时后，得到“海绵基”微流道结构模型；