[发明专利]一种液体支撑介质内生物三维打印椎间盘的方法在审
申请号: | 201910837486.7 | 申请日: | 2019-09-05 |
公开(公告)号: | CN110507853A | 公开(公告)日: | 2019-11-29 |
发明(设计)人: | 乔之光;唐佳昕;韩煜;连梅菲;孙彬彬;戴尅戎;孙晓江;赵杰 | 申请(专利权)人: | 上海交通大学医学院附属第九人民医院 |
主分类号: | A61L27/26 | 分类号: | A61L27/26;A61L27/38;B29C64/106;B29C64/393;B33Y50/02;B33Y70/00 |
代理公司: | 31253 上海精晟知识产权代理有限公司 | 代理人: | 周琼<国际申请>=<国际公布>=<进入国 |
地址: | 200011 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 椎间盘 生物支架 支撑介质 打印路径 三维打印 种子细胞 打印 椎间盘结构 明胶 快速建立 白蛋白 打印液 海藻酸 环糊精 壳聚糖 微环境 纤维环 质量份 溶剂 软骨 髓核 终板 淀粉 增殖 修复 细胞 携带 重建 | ||
本发明公开了一种液体支撑介质内生物三维打印椎间盘的方法,该液体支撑介质内生物三维打印椎间盘的液体支撑介质由以下质量份数的原料制成:壳聚糖5‑50、海藻酸5‑50、环糊精5‑50、淀粉5‑50、白蛋白5‑50、明胶5‑50、溶剂5‑50。有益效果:可以精确的控制打印路径,极大地提高打印结构的稳定性;而使用含种子细胞的打印液,可使我们获得含有大量细胞的椎间盘生物支架,根据需要,设计打印路径参数,打印获得人工仿生椎间盘生物支架,该方法所获得的椎间盘生物支架具有终板软骨‑纤维环‑髓核结构,结构的精度高,同时携带大量种子细胞进行增殖修复,利于快速建立椎间盘周围微环境,重建椎间盘结构及功能。
技术领域
本发明涉及三维打印技术领域,具体来说,涉及一种液体支撑介质内生物三维打印椎间盘的方法。
背景技术
腰椎间盘由髓核、纤维环和软骨板三部分构成,它位于上下两椎体之间,在腰椎运动中起到支撑旋转,降低摩擦系数的作用。腰椎间盘突出症是较为常见的运动系统损伤,其发病率有逐年上升趋势。病因主要是腰椎间盘发生一定程度的退行性改变后,在外力诱发下纤维环破裂,髓核组织压迫椎管内组织,导致相邻脊神经根遭受刺激或压迫,从而产生腰部疼痛,一侧下肢或双下肢麻木、疼痛等。
目前对腰椎间盘突出的治疗分为非手术治疗和手术治疗两大类,非手术治疗主要包括药物治疗、牵引治疗、理疗、封闭治疗等,此类方法主要为缓解症状,疗效持续时间较短,无法根治。手术治疗包括常规开放手术,微创手术,经皮穿刺切吸,人工椎间盘置换等。其中,人工椎间盘置换可以保留椎节之间的活动度。目前临床使用的人工椎间盘主要为金属材料制成。组织工程技术为临床人工椎间盘的制备提供了一种理想、符合生理特点的方法。用组织工程技术,即在体外培养少量的种子细胞,在扩增后和生物支架结合成复合物,将其植入病变部位后,细胞增殖、分化、分泌基质,最终使得该结构符合生理特点。该复合物在组织工程中起到支撑作用,同时为细胞提供寄宿、成长、分化和增殖的场所。生物支架与种子细胞共同对受损组织的再生进行引导和对再生组织的结构进行控制,是临床治疗的关键。
针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题,本发明提出一种液体支撑介质内生物三维打印椎间盘的方法,以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此,本发明采用的具体技术方案如下:
一种液体支撑介质内生物三维打印椎间盘的方法,该液体支撑介质内生物三维打印椎间盘的液体支撑介质由以下质量份数的原料制成:
壳聚糖5-50、海藻酸5-50、环糊精5-50、淀粉5-50、白蛋白5-50、明胶5-50、溶剂5-50。
该液体支撑介质内生物三维打印椎间盘的方法,包括以下步骤:
种子细胞的培养:以含10%胎牛血清的F12培养基培养于37℃、5%CO2孵箱中,以含10%胎牛血清、结缔组织生长因子CTGF 25ng/ml、抗坏血酸25uM的α-MEM培养基培养于37℃、5%CO2孵箱中。
支撑溶剂的制备:量取适量的壳聚糖、海藻酸、环糊精、淀粉、白蛋白和明胶,溶解于溶剂中并调整至所需密度。
人工椎间盘打印模型的建立:使用三维打印软件建立打印模型,外层为多层环形,内层为多层螺旋形,终板软骨为多层长方形,保存,等待下一步骤。
人工椎间盘打印材料的制备:量取适量的生物高分子材料A1、A2、A3、A4并灭菌。量取适量的天然材料B1、B2、B3、B4并灭菌,与种子细胞混合,得到含细胞凝胶,等待下一步骤。
人工椎间盘打印设备的准备:调校生物三维打印设备的工艺参数,打印头直径为150-400μm,打印温度根据材料的热属性进行调整,打印过程中料筒气压为600-1000KPa,打印结构由打印路径控制。
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