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CN105238690A - 一种生物3d打印细胞种植壳线材及其配方和制作工艺 - Google Patents

一种生物3d打印细胞种植壳线材及其配方和制作工艺 Download PDF

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CN105238690A
CN105238690A CN201510729396.8A CN201510729396A CN105238690A CN 105238690 A CN105238690 A CN 105238690A CN 201510729396 A CN201510729396 A CN 201510729396A CN 105238690 A CN105238690 A CN 105238690A
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12M3/00—Tissue, human, animal or plant cell, or virus culture apparatus

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Abstract

本发明涉及一种生物3D打印细胞种植壳线材及其配方和制作工艺，生物3D打印细胞种植壳线材，它具有如下物理性能：直径1-2mm、熔点70-85℃，生物3D打印细胞种植壳线材的配方，以重量比计，果胶5-20份、明胶20-35份、骨胶15-25份、单晶糖40-60份、灭菌天然蚕丝粉5-15份、水；本发明的优点在于：本发明制得的生物3D打印细胞种植壳线材具有可溶解、可降解的优点；本发明制得的生物3D打印细胞种植壳线材能够吸收培养基，使得利用该线材打印得到的细胞种植壳能够有利于细胞的生长；本发明的配方简单易得；制得的生物3D打印细胞种植壳线材常温稳定便于保质、保存。

Description

一种生物3D打印细胞种植壳线材及其配方和制作工艺
技术领域
本发明涉及一种生物3D打印细胞种植壳线材及其配方和制作工艺。
背景技术
3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，3D生物打印机基于现有技术发明，这些技术当前被用以制造工业零部件的3D模型。生物打印机的不同之处在于，它不是利用一层层的塑料，而是利用一层层的生物构造块，去制造真正的活体组织，3D生物打印机可以有两个打印头，一个放置最多达8万个人体细胞，被称为“生物墨”；另一个可打印“生物纸”，所谓生物纸其实是主要成分是水的凝胶，可用作细胞生长的细胞种植壳。当然，在细胞种植壳已经存在的情形下，3D生物打印机也可以仅含有一个“生物墨”打印头。细胞种植壳应当富含微孔且便于保存，便于放置有人体细胞的打印头在壳上种植细胞，同时，该壳还应当具有一定的溶解性、可降解性能使得当细胞种植结束即种植的器官塑性后，无需将壳取走，综上所述，3D生物打印技术对壳的成型材料，具有严格的要求，因此有必要设计出便于保存、可降解、可溶解的生物3D打印细胞种植壳成型材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物3D打印细胞种植壳线材及其配方和制作工艺。
本发明的目的通过如下技术方案实现：一种生物3D打印细胞种植壳线材，其特征在于：它具有如下物理性能：直径1-2mm、熔点70-85℃。
一种生物3D打印细胞种植壳线材的配方，其特征在于：以重量比计，果胶5-20份、明胶20-35份、骨胶15-25份、单晶糖40-60份、灭菌天然蚕丝粉5-15份、水；以重量比计，其中水的含量小于0.3％。
在制作生物3D打印细胞种植壳线材过程中：骨胶具有粘连、硬化材料的作用；明胶具有降低骨胶熔点并软化材料的作用；果胶具有软化材料的作用；单晶糖具有硬化材料的作用；灭菌天然蚕丝粉具有维持形状、粘连和增加材料强度的作用，这些成分相互融合，使得制得的物3D打印细胞种植壳线材软硬适中便于塑形，同时材料具有一定的强度和刚性，便于材料的保存和运输。
将本发明制得的生物3D打印细胞种植壳线材，打印成所需的细胞种植壳，在此细胞种植壳上进行细胞种植过程中，这些成分又具有不同的作用：
骨胶可溶于水、明胶和果胶可吸收培养基而膨胀、单晶糖能够为细胞的生长提供额外的能量、灭菌天然蚕丝粉因其富含微孔便于细胞的附着，这些成份共同作用，使得当利用该线材打印成所需的细胞种植壳，在此细胞种植壳上进行细胞种植成型后，无需取走壳，而是壳与细胞一起成型为所需的器官。
一种生物3D打印细胞种植壳线材的制备工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
(1)先将骨胶投入加热搅拌器中，然后在加热搅拌器中加入水，其中水与骨胶的重量比为1：2-1:1，再在95-100℃下将骨胶加热至溶解，然后逐步降温，使温度降至85-90℃，得骨胶溶液；
(2)将单晶糖投入加热搅拌器中，使单晶糖在85-90℃下加热至溶解，并搅拌至单晶糖与骨胶混合均匀，得骨胶、单晶糖的混合溶液；
(3)将果胶、明胶以及灭菌天然蚕丝粉投入加热搅拌器中，使果胶、明胶以及灭菌天然蚕丝粉在85-90℃下加热至溶解，并与骨胶、单晶糖的混合溶液混合均匀，得终混合溶液，之后终混合溶液继续在85-90℃下不断的搅拌，蒸发多余的水分，得终混合物，其中终混合物呈膏状，且以重量比计，终混合物中水的含量小于0.3％；
(4)将步骤(3)所得的终混合物投入挤出机中，在85-90℃下挤出成丝，挤出机出料口处利用风冷进行降温。
较之现有技术而言，本发明的优点在于：1)本发明制得的生物3D打印细胞种植壳线材具有可溶解、可降解的优点。2)本发明制得的生物3D打印细胞种植壳线材能够吸收培养基，使得利用该线材打印得到的细胞种植壳能够有利于细胞的生长。3)本发明的配方简单易得，且因含有单晶糖，使得利用该发明的线材打印得到的细胞种植壳能够额外的为细胞的生长提供能量。4)利用本发明得到的线材打印得到的细胞种植壳具有一定的强度和刚性便于细胞种植壳运输。5)本发明制得的生物3D打印细胞种植壳线材常温稳定便于保质、保存。6)本发明的3D打印细胞种植壳线具有硬化和加热可塑的优点。7)本发明工艺简单，适合工厂化大批量生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明内容进行详细说明：
本发明的生物3D打印细胞种植壳线材，它具有如下物理性能：直径1-2mm、熔点70-85℃。
实施例一：一种生物3D打印细胞种植壳线材的制备工艺，它包括以下步骤：
以重量比计：
(1)先将骨胶15份投入加热搅拌器中，然后在加热搅拌器中加入水，其中水与骨胶的重量比为1:1，再在95℃下将骨胶加热至溶解，然后逐步降温，使温度降至90℃，得骨胶溶液；
(2)将单晶糖40份投入加热搅拌器中，使单晶糖在90℃下加热至溶解，并搅拌至单晶糖与骨胶混合均匀，得骨胶、单晶糖的混合溶液；
(3)将果胶5份、明胶35份以及灭菌天然蚕丝粉5份投入加热搅拌器中，使果胶、明胶以及灭菌天然蚕丝粉在90℃下加热至溶解，并与骨胶、单晶糖的混合溶液混合均匀，得终混合溶液，之后终混合溶液继续在90℃下不断的搅拌，蒸发多余的水分，得终混合物，其中终混合物呈膏状，且以重量比计，终混合物中水的含量小于0.3％；
(4)将步骤(3)所得的终混合物投入挤出机中，在85℃下挤出成丝，挤出机出料口处利用风冷进行降温。
实施例二：一种生物3D打印细胞种植壳线材的制备工艺，它包括以下步骤：
以重量比计：
1)先将骨胶20份投入加热搅拌器中，然后在加热搅拌器中加入水，其中水与骨胶的重量比为1:1.5，再在98℃下将骨胶加热至溶解，然后逐步降温，使温度降至88℃，得骨胶溶液；
(2)将单晶糖50份投入加热搅拌器中，使单晶糖在88℃下加热至溶解，并搅拌至单晶糖与骨胶混合均匀，得骨胶、单晶糖的混合溶液；
(3)将果胶15份、明胶25份以及灭菌天然蚕丝粉10份投入加热搅拌器中，使果胶、明胶以及灭菌天然蚕丝粉在88℃下加热至溶解，并与骨胶、单晶糖的混合溶液混合均匀，得终混合溶液，之后终混合溶液继续在88℃下不断的搅拌，蒸发多余的水分，得终混合物，其中终混合物呈膏状，且以重量比计，终混合物中水的含量小于0.3％；
(4)将步骤(3)所得的终混合物投入挤出机中，在88℃下挤出成丝，挤出机出料口处利用风冷进行降温。
实施例三：一种生物3D打印细胞种植壳线材的制备工艺，它包括以下步骤：
以重量比计：
1)先将骨胶18份投入加热搅拌器中，然后在加热搅拌器中加入水，其中水与骨胶的重量比为1:1.8，再在96℃下将骨胶加热至溶解，然后逐步降温，使温度降至87℃，得骨胶溶液；
(2)将单晶糖45份投入加热搅拌器中，使单晶糖在87℃下加热至溶解，并搅拌至单晶糖与骨胶混合均匀，得骨胶、单晶糖的混合溶液；
(3)将果胶18份、明胶30份以及灭菌天然蚕丝粉12份投入加热搅拌器中，使果胶、明胶以及灭菌天然蚕丝粉在87℃下加热至溶解，并与骨胶、单晶糖的混合溶液混合均匀，得终混合溶液，之后终混合溶液继续在87℃下不断的搅拌，蒸发多余的水分，得终混合物，其中终混合物呈膏状，且以重量比计，终混合物中水的含量小于0.3％；
(4)将步骤(3)所得的终混合物投入挤出机中，在86℃下挤出成丝，挤出机出料口处利用风冷进行降温。
实施例四：一种生物3D打印细胞种植壳线材的制备工艺，它包括以下步骤：
以重量比计：
1)先将骨胶25份投入加热搅拌器中，然后在加热搅拌器中加入水，其中水与骨胶的重量比为1:2，再在100℃下将骨胶加热至溶解，然后逐步降温，使温度降至85℃，得骨胶溶液；
(2)将单晶糖60份投入加热搅拌器中，使单晶糖在85℃下加热至溶解，并搅拌至单晶糖与骨胶混合均匀，得骨胶、单晶糖的混合溶液；
(3)将果胶20份、明胶20份以及灭菌天然蚕丝粉15份投入加热搅拌器中，使果胶、明胶以及灭菌天然蚕丝粉在85℃下加热至溶解，并与骨胶、单晶糖的混合溶液混合均匀，得终混合溶液，之后终混合溶液继续在85℃下不断的搅拌，蒸发多余的水分，得终混合物，其中终混合物呈膏状，且以重量比计，终混合物中水的含量小于0.3％；
(4)将步骤(3)所得的终混合物投入挤出机中，在90℃下挤出成丝，挤出机出料口处利用风冷进行降温。

Claims (3)

1.一种生物3D打印细胞种植壳线材，其特征在于：它具有如下物理性能：直径1-2mm、熔点70-85℃。
2.一种生物3D打印细胞种植壳线材的配方，其特征在于：以重量比计，果胶5-20份、明胶20-35份、骨胶15-25份、单晶糖40-60份、灭菌天然蚕丝粉5-15份、水；以重量比计，其中水的含量小于0.3％。
3.一种生物3D打印细胞种植壳线材的制备工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
(1)先将骨胶投入加热搅拌器中，然后在加热搅拌器中加入水，其中水与骨胶的重量比为1：2-1:1，再在95-100℃下将骨胶加热至溶解，然后逐步降温，使温度降至85-90℃，得骨胶溶液；
(2)将单晶糖投入加热搅拌器中，使单晶糖在85-90℃下加热至溶解，并搅拌至单晶糖与骨胶混合均匀，得骨胶、单晶糖的混合溶液；
(3)将果胶、明胶以及灭菌天然蚕丝粉投入加热搅拌器中，使果胶、明胶以及灭菌天然蚕丝粉在85-90℃下加热至溶解，并与骨胶、单晶糖的混合溶液混合均匀，得终混合溶液，之后终混合溶液继续在85-90℃下不断的搅拌，蒸发多余的水分，得终混合物，其中终混合物呈膏状，且以重量比计，终混合物中水的含量小于0.3％；
(4)将步骤(3)所得的终混合物投入挤出机中，在85-90℃下挤出成丝，挤出机出料口处利用风冷进行降温。
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