[发明专利]一种复合仿生体表组织及其一体化构建方法

说明书

本发明涉及一种复合仿生体表组织及其一体化构建方法，包括以下具体步骤：在软骨脱细胞基质光敏凝胶中加入适量的辅助剂一并混匀，获得软骨膜生物墨水；在软骨脱细胞基质光敏凝胶中加入适量的辅助剂二并混匀，获得软骨生物墨水；将种子细胞加入软骨膜生物墨水中形成混合溶液一，同时将适量的种子细胞加入软骨生物墨水中形成混合溶液二；利用混合溶液一和混合溶液二一体化构建复合仿生体表组织。本发明的有益效果是构建出一种具有双侧软骨膜、中间软骨组织的体表组织，模拟含软骨膜体表组织的结构和组成成分特点，利用不同的仿生支架材料和功能细胞，以通过结构和成分仿生，实现力学仿生，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，具体涉及一种复合仿生体表组织及其一体化构建方法。

背景技术

先天性小耳畸形是我国第二大颅面部先天性畸形，严重影响患儿的身心健康。目前最有效的治疗方法是基于自体肋软骨雕刻的耳廓再造术，手术难度大、风险大、术后并发症多。组织工程与再生医学技术的迅速发展为耳廓再造带来了新的策略。目前基于软骨组织工程技术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。因此，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往往与组织成分与微观结构密切相关。模拟耳软骨组织成分及微观结构特点，进行仿生构建，可能是解决力学难题的一个突破口。前期研究发现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。组织学显示背侧软骨膜在表层有数层疏松纤维组织；中间层细胞与软骨膜平行，胶原纤维交叉成网状，与软骨组织部分结合更加紧密，可见散在分布的纤维组织锚定并生长入软骨组织中；腹侧软骨膜仅为少量几层纤维组织。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。软骨膜能够提高软骨的抗弯强度和弹性模量，剥掉软骨膜，耳软骨很容易变形、断裂。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。

近年来，3D生物打印技术的发展解决了多细胞和多材料联合构建的难题，为组织器官的仿生构建提供了技术支持。3D生物打印可以将适合的细胞与凝胶材料混合成“生物墨水”，在组织或器官的三维模型指导下，定位放置，进行可控有序组装，制作具有生命功能的体外仿生三维生物结构体，用于人体组织器官的替代修复。3D生物打印因其个性化、精确性、智能化、标准化等组织构建的显著优势，为一体化构建含软骨膜的耳廓组织提供了技术支持，这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复合仿生体表组织及其一体化构建方法，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：

一种复合仿生体表组织的一体化构建方法，包括以下具体步骤：

S1：在软骨脱细胞基质光敏凝胶中加入适量的辅助剂一并混匀，获得辅助剂一质量百分数为10-50％的软骨膜生物墨水；

S2：在软骨脱细胞基质光敏凝胶中加入适量的辅助剂二并混匀，获得辅助剂二质量百分数为10-50％的软骨生物墨水；

S3：将适量的种子细胞加入所述S1得到的软骨膜生物墨水中形成种子细胞浓度为(1～50)×10⁶/mL的混合溶液一，同时将适量的种子细胞加入所述S2得到的软骨生物墨水中形成种子细胞浓度为(1～50)×10⁶/mL的混合溶液二；

S4：利用所述S3得到的混合溶液一和混合溶液二一体化构建复合仿生体表组织。