[发明专利]一种仿生体表组织及其分步构建方法

说明书

本发明涉及一种仿生体表组织及其分步构建方法，该方法包括以下具体步骤：利用静电纺丝仪将软骨脱细胞基质光敏凝胶及辅助剂制备成微/纳米纤维膜，并制备仿生软骨膜；将软骨脱细胞基质光敏凝胶及辅助剂溶于完全培养基中形成软骨水凝胶；将种子细胞加入软骨水凝胶中形成生物墨水；利用仿生软骨膜和生物打印的软骨构建仿生体表组织。模拟含软骨膜体表组织的结构和组成成分特点，使用脱细胞基质材料，结合静电纺丝和生物打印技术实现成分和结构的双重仿生，并使用不同的功能细胞实现基质仿生，分步构建双侧为软骨膜、中间为软骨组织的体表软骨组织，由结构和成分的仿生达到力学的仿生，提高构建物力学强度，满足体表组织再造的临床应用需求。

技术领域

本发明涉及三维生物打印及组织器官修复重建技术领域，具体涉及一种仿生体表组织及其分步构建方法。

背景技术

先天性疾病、创伤等导致的耳软骨缺损严重影响患者的身心健康，而修复重建的难题为家庭和社会带来了沉重的负担。软骨组织工程为耳廓再造提供了新的策略，前期已经利用聚羟基乙酸/聚乳酸(PGA/PLA)和软骨细胞成功实现了组织工程耳廓的首个国际临床突破。但是，长期随访发现再造耳廓存在三维结构逐渐模糊、萎缩、变形和塌陷等现象，长期临床效果未达预期。组织工程耳廓的力学强度不足成为制约其临床推广应用的瓶颈。宏观的生物力学特性与组织成分及微观结构密切相关。因此，力学性能不足的核心问题是基质和微观结构形成的不充分。

软骨特异性基质成分及微观结构特点，以及软骨膜的存在共同赋予耳软骨良好的弹性和力学强度。耳廓软骨存在多尺度的结构特点，大体上来看耳软骨分为三层，由双侧软骨膜以及中间软骨组织构成；组织学显示两侧软骨膜为平行排列的数层疏松纤维组织；中间层细胞与软骨膜平行，胶原纤维交叉成网状，可见散在分布的纤维组织锚定并生长入软骨组织中。软骨膜不但为软骨组织提供营养和保护，在软骨的力学性能中也发挥重要作用。因此，软骨特异性基质的成分和结构特点及软骨膜的存在共同赋予耳软骨良好的弹性和力学强度。因此，模拟耳软骨及软骨膜组织成分及微观结构特点，进行分步仿生构建，可能是解决力学难题的一个突破口。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种仿生体表组织及其分步构建方法，旨在解决现有技术中的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种仿生体表组织的分步构建方法，包括以下具体步骤：

S1：将软骨脱细胞基质光敏凝胶及适量的强度增强剂溶解到六氟异丙醇中，获得强度增强剂和软骨脱细胞基质光敏凝胶质量百分数分别为10-50％和30-80％的溶液，然后将上述溶液加入静电纺丝仪内制备成软骨膜微纳米纤维膜；

S2：将软骨脱细胞基质光敏凝胶及适量的辅助剂同时溶于完全培养基中，获得辅助剂和软骨脱细胞基质光敏凝胶质量百分数分别为10-50％和30-80％的软骨水凝胶；

S3：将适量的种子细胞接种到所述S1软骨膜微纳米纤维膜中形成种子细胞浓度为(1～50)×10⁶/mL的仿生软骨膜，同时将适量的种子细胞接种到所述S2软骨水凝胶中形成种子细胞浓度为(1～50)×10⁶/mL的软骨生物墨水；

S4：利用所述S3仿生软骨膜和软骨生物墨水分步构建仿生体表组织。

本发明的有益效果是：本发明模拟含软骨膜体表组织的结构和组成成分特点，使用脱细胞基质材料，结合静电纺丝和生物打印技术实现成分和结构的双重仿生，并使用不同的功能细胞实现基质仿生，分步构建双侧为软骨膜、中间为软骨组织的体表软骨组织，由结构和成分的仿生达到力学的仿生，提高构建物力学强度，满足体表组织再造的临床应用需求。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述S1之前还包括S0：对软骨组织进行预处理，获得软骨脱细胞基质光敏凝胶。