[发明专利]一种诱导细胞定向排布的复合结构心脏补片的制备方法

权利要求书

1.一种诱导细胞定向排布的复合结构心脏补片的制备方法，其特征在于：

一种诱导细胞定向排布的复合结构心脏补片包括以下成分组成：第一层补片和第二层补片；所述第一层补片和第二层补片均为一层或多层设置，所述第一层补片为心肌层(1)，所述第二层补片为辅助层(2)；

所述第一层补片由心肌细胞和生物材料组成；

所述第二层补片由多孔支架、生物材料和间充质干细胞或者其他生物因子组成；

所述心肌细胞为诱导多能干细胞分化而来，所述生物材料为水凝胶；

所述多孔支架为高分子聚合物；

所述诱导细胞定向排布的复合结构心脏补片的制备方法包括以下步骤：

S1.制造得到心肌层；

S2.制造得到辅助层；

心肌层的制造工艺采用以下步骤：

S1.采用计算机辅助设计软件设计拓扑微图案，并制造光刻掩膜版；

S2.采用光刻技术，将微图案刻印到旋涂有光刻胶的硅片上；

S3.采用感应耦合等离子体刻蚀技术，在硅片上刻蚀出上述的微图案；

S4.将聚二甲基硅氧烷的主剂和硬化剂以10:1质量比混合，并包覆在上述硅片上，经过抽真空和6-20小时的烘烤后固化；固化后的聚二甲基硅氧烷从硅片上揭下后，上述的微图案即转刻到聚二甲基硅氧烷表面，从而得到微图案模具；

S5.配制浓度为10％(w/v)、含0.5％(w/v)光交联剂的甲基丙烯酸酐化明胶，并在37摄氏度下使之保持液体状态；将适量甲基丙烯酸酐化明胶滴在光滑硅片上，再以微图案聚二甲基硅氧烷模具覆盖之，用波长为405nm的光源照射使甲基丙烯酸酐化明胶交联而成型，得到一片表面具有微图案的水凝胶基底；

S6.将iPSC-CMs悬液滴加在上述基底上并培养一段时间，在表面微图案的诱导下，细胞逐渐连接、融合、成熟和定向排布，表现出一致的收缩-舒张特性；

S7.将单层的“心肌层”以相同或不同的方向堆叠，即可得到多层的心脏补片“心肌层”；

辅助层的制造工艺采用以下步骤：

S1.采用熔融层积成型3D打印机，以聚己内酯为原材料打印网格状的支架；

S2.配制间充质干细胞的甲基丙烯酸酐化明胶溶液悬液，其中甲基丙烯酸酐化明胶的终浓度为1％-5％(w/v)；将适量该悬液滴在上述支架上，以光滑的聚二甲基硅氧烷片覆盖之，并用波长为405nm的光源照射使甲基丙烯酸酐化明胶交联而成型，得到具有一层或多层结构的心脏补片“辅助层”。