[发明专利]高度血管化的多相复合骨单元支架的3D生物打印方法

权利要求书

1.一种高度血管化的多相复合骨单元支架的3D生物打印方法，其特征在于，所述高度血管化的多相复合骨单元支架的3D生物打印方法包括以下步骤：

步骤一，进行3D建模与路径规划；

步骤二，针对各相选择生物墨水；

步骤三，利用多喷头3D生物打印机调整打印参数并进行无菌打印。

2.如权利要求1所述的高度血管化的多相复合骨单元支架的3D生物打印方法，其特征在于，所述步骤一，进行3D建模与路径规划具体包括：

a)利用3D建模软件Solidwarks、Mimics等进行骨单元建模；

b)骨单元建模由2个子模型组成，即建立骨单元支架主体与血管相子模型并组合；

c)将STL格式的2个子模型导入多喷头打印机打印软件内并进行分割，由3个骨单元支架主体子模型与1个血管相子模型组合；

d)在进行路径规划时，骨单元主体支架模型中，打印间距设置为3n，骨生物相模型处于中间无平移偏置打印，力学相模型Y轴向上平移n进行打印，微血管相Y轴向下平移n进行打印；

e)路径方式采用线性打印，2层，90°旋转；

所述步骤二，针对各相选择生物墨水具体包括：

a)打印生物平台进行紫外灭菌30min以上，无菌培养皿至于打印平台固定，并进行平台与喷头校准；

b)按上确定各相生物墨水并转移至无菌墨水筒内；

c)将无菌喷嘴与装有无菌生物墨水的墨水筒进行连接，并装配入相应的喷头。

3.如权利要求1所述的高度血管化的多相复合骨单元支架的3D生物打印方法，其特征在于，所述步骤三，利用多喷头3D生物打印机调整打印参数并进行无菌打印具体包括：

a)打印参数包括喷嘴直径、控温温度、光交联强度、打印动力、打印速度、断丝抬高、提前打印，根据各相所选生物墨水进行调节；

b)开始打印，全程保持无菌操作；

c)加入培养基适当条件培养。

4.一种如权利要求1～3任意一项所述的高度血管化的多相复合骨单元支架的3D生物打印方法打印得到的高度血管化的多相复合骨单元支架，其特征在于，所述高度血管化的多相复合骨单元支架，包括力学相、骨生物相与血管相和微血管相构成的预血管系统。

5.如权利要求4所述的高度血管化的多相复合骨单元支架，其特征在于，所述力学相选用的生物墨水为有机-无机复合材料，利用多喷头中高温喷头进行无菌打印，打印时控温温度、打印参数根据高分子-无机材料种类而定；

其中，所述高分子-无机复合材料为一类材料，其中高分子材料需满足FDA可植入标准，无机材料需具骨诱导作用，包括PLGA+nHAP聚乳酸-羟基乙酸+纳米级羟基磷灰石，PLGA+TCP聚乳酸-羟基乙酸+磷酸三钙，PCL+nHAP聚已内酯+纳米级羟基磷灰石，PCL+TCP聚已内酯+磷酸三钙，且高分子分子量可调节，高分子材料与无机材料比例可调节，无机材料含量不超过30％。

6.如权利要求4所述的高度血管化的多相复合骨单元支架，其特征在于，所述骨生物相为以光敏水凝胶负载具有成骨能力的细胞作为生物墨水，利用控温光固化喷头进行无菌打印，打印时控温温度、光交联强度、打印参数等根据光敏水凝胶种类而定；其中所述光敏水凝胶为一类材料，满足生物相容性，无生物毒性，单纯光敏水凝胶，选用或结合离子交联、温敏性质、改性、添加基团具备负载细胞能力、满足3D生物打印的墨水材料，具备成骨能力的细胞主要包括骨髓间充质干细胞，脂肪间充质干细胞，包括：GelMA+BMSC甲基丙烯酰化明胶+骨髓间充质干细胞，GelMA+海藻酸钠+BMSC甲基丙烯酰化明胶添加海藻酸钠+骨髓间充质干细胞。

7.如权利要求4所述的高度血管化的多相复合骨单元支架，其特征在于，所述血管相和微血管相构成的预血管系统，具备管络系统且相互连接互通，预血管系统内有血管构建相关的内皮细胞，具备调控血管生成的生物因子缓释系统。