[发明专利]一种控制细胞取向排列的生物3D打印方法

权利要求书

1.一种能够控制细胞在所打印的组织内部取向排列的生物3D打印方法，其特征在于包含如下步骤：

1）将细胞、生物材料与固化剂共混，将此混合物装入挤出式3D打印系统的打印管路，待生物材料固化；具体为：

以明胶作为生物材料，以微生物来源的谷氨酰胺转氨酶作为固化剂，明胶浓度为0.04-0.1 g/mL，谷氨酰胺转移酶浓度为4-10 mg/mL，固化条件为 25-37 ℃下反应30-120 分钟；

或者以甲基丙烯酰化明胶GelMA作为生物材料，光引发剂苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸锂LAP作为固化剂，GelMA的浓度为0.05-0.2 g/mL，光引发剂LAP的浓度为2-10 mg/mL，固化条件为用10-30 mW/cm²蓝紫光照射5-30秒；

2）挤出固化后的生物材料，使其一端与承接基底接触并粘附在基底上；

3）在挤出的同时，移动打印头牵拉生物材料并同时将已经受到牵拉的部分定位到承接基底上。

2.一种能够控制细胞在所打印的结构表面取向排列的生物3D打印方法，其特征在于包含如下步骤：

1）将生物材料与固化剂共混，将此混合物装入挤出式3D打印体系的打印管路，待生物材料固化；具体为：

以明胶作为生物材料，以微生物来源的谷氨酰胺转氨酶作为固化剂，明胶浓度为0.04-0.1 g/mL，谷氨酰胺转移酶浓度为4-10 mg/mL,固化条件为 25-37 ℃下反应30-120 分钟；

或者以甲基丙烯酰化明胶GelMA作为生物材料，光引发剂苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸锂LAP作为固化剂，GelMA的浓度为0.05-0.2 g/mL，光引发剂LAP的浓度为2-10 mg/mL,固化条件为用10-30 mW/cm²蓝紫光照射5-30秒；

2）挤出固化后的生物材料，使其一端与承接基底接触，并粘附在基底上；

3）在挤出的同时，移动打印头牵拉生物材料并同时将已经受到牵拉的部分定位到承接基底上；

4）当选用的生物材料本身不适宜细胞贴附时，修饰所打印结构表面使其适宜细胞贴附生长；若选用的生物材料本身适宜细胞贴附则直接执行步骤5）；

5）将细胞接种到所打印结构的表面。

3.根据权利要求1或2所述的生物3D打印方法，其特征在于所述的细胞为构建人工组织或器官所需的一种或多种细胞。

4. 根据权利要求1或2所述的生物3D打印方法，其特征在于步骤3）中所述牵拉生物材料是指通过移动打印头拉伸所挤出的凝胶，牵拉造成的拉伸应变为20-1500 %；在3D打印过程中，挤出与牵拉同步进行。

5.根据权利要求1或2所述的生物3D打印方法，其特征在于步骤3）中所述的将已经受到牵拉的部分定位到承接基底上具体为：将处于拉伸状态的凝胶与承接基底的相应位置接触使其粘附固定在所需位置。

6.根据权利要求1或2所述的生物3D打印方法，其特征在于步骤2）所述的承接基底是指能通过共价键、静电作用、分子扩散或分子间作用与挤出的凝胶形成粘附作用的基底。