CN105435308A - 一种乳房植入体三维结构及其快速成形方法 - Google Patents

一种乳房植入体三维结构及其快速成形方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105435308A
CN105435308A CN201510992435.3A CN201510992435A CN105435308A CN 105435308 A CN105435308 A CN 105435308A CN 201510992435 A CN201510992435 A CN 201510992435A CN 105435308 A CN105435308 A CN 105435308A
Authority
CN
China
Prior art keywords
breast
stem cell
prosthetic implant
solution
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510992435.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105435308B (zh
Inventor
刘畅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Mifang Technology Co Ltd
Original Assignee
Tianjin Mifang Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Mifang Technology Co Ltd filed Critical Tianjin Mifang Technology Co Ltd
Priority to CN201510992435.3A priority Critical patent/CN105435308B/zh
Publication of CN105435308A publication Critical patent/CN105435308A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105435308B publication Critical patent/CN105435308B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3641—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the site of application in the body
    • A61L27/367—Muscle tissue, e.g. sphincter
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/16—Macromolecular materials obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/18—Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/20—Polysaccharides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/22—Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/22—Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
    • A61L27/222—Gelatin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/22—Polypeptides or derivatives thereof, e.g. degradation products
    • A61L27/24—Collagen
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3641—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the site of application in the body
    • A61L27/3666—Epithelial tissues other than skin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/38—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
    • A61L27/3804—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by specific cells or progenitors thereof, e.g. fibroblasts, connective tissue cells, kidney cells
    • A61L27/3808—Endothelial cells
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/38—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
    • A61L27/3804—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by specific cells or progenitors thereof, e.g. fibroblasts, connective tissue cells, kidney cells
    • A61L27/3834—Cells able to produce different cell types, e.g. hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells, marrow stromal cells, embryonic stem cells
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/54—Biologically active materials, e.g. therapeutic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L89/00—Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

一种乳房植入体三维结构及其快速成形方法，属于医疗器械、生物材料和器官制造领域。该乳房植入体包括神经纤维束、血管和乳腺系统，其中神经纤维束和血管由合成高分子溶液、天然高分子溶液、生长因子与人体细胞共混打印后培养而成；乳腺系统包括脂肪组织、乳腺导管和乳头，由合成或天然高分子溶液、生长因子与人体干细胞共混打印后转化而成，分布于乳房皮层与胸腔组织之间。本发明利用复合多喷头3D打印技术实现不同材料不同方向一体化三维构建，为人工乳房植入体体外快速制造提供了新思路和新方法，克服了以往其他成形方法结构过于简单、工艺操作复杂的缺点，可以较好地模拟人体乳房中多种结构组织的生理功能。

Description

一种乳房植入体三维结构及其快速成形方法
技术领域
本发明属于生物体复杂器官的人工制造技术领域，涉及利用细胞、合成高分子材料、细胞基质材料和3D打印技术和工艺方法，不同于以往组织工程工艺。
背景技术
女性乳房具有泌乳哺育和美学双重功能，由于先天性发育不良、肿瘤切除、外伤等原因引起的女性小乳症、乳房缺失等均会给患者身心造成严重影响。据美国矫形外科医师协会报道，2004年全世界有超过500万人实行了乳房重建手术，其中有400万是由于肿瘤切除[2004AmericanSocietyofPlasticSurgeonsStatistics.Availablefrom:www.plasticsurgery.org]。乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，发病率为10-15％，并逐年上升和年轻化[ChowLWC,LooWTY.Thedifferentialeffectsofcyclophosphamide,epirubicinand5-fluorouracilonapoptoticmarker(CPP-32),pro-apoptoticprotein(p21waf-1)andanti-apoptoticprotein(bcl-2)inbreastcancercells.BreastCancerResTreat2003；80(3):239-244]。据一份资料显示全世界每年新增病例100多万，有40多万人死于该疾病。但现有的乳房填充材料均存在生物相容性差、结构稳定性差等这样那样的缺点[HandelN,SilversteinMJ,GamagamiP,etal.Aninvivostudyoftheeffectofvariousbreastimplantfillermaterialsonmammography.PlastReconstrSurg1993；91(6):1057]。
目前乳房填充材料主要包括医用材料、自体移植物及组织工程产品三大类。医用材料又包括硅胶、聚丙烯酰胺凝胶、三酰甘油(甘油三酯)、透明质酸等植入型假体和液体石蜡、凡士林等注射用混合物。这些材料易出现假体破裂或渗漏、炎症反应、肉芽肿、包膜挛缩、假体移位、感染、蒙道尔病等并发症[方彰林,孙瑛,奚廷斐,汪立川,高红云.六种隆乳材料生物相容性和安全性的比较。中华医学美学美容杂志2002；8(2):69-73]，对女性健康甚至母乳喂养儿女有直接影响，其安全性受到很大的质疑。以硅胶假体为例，1992年美国食品与药物管理局(FDA)曾禁止了所有硅胶假体的使用[NiechajevI,SevcukO.Long-termresultsoffattransplantation:clinicalandhistologicstudies.PlastReconstrSurg1994；94:496-506]。
自体移植的脂肪颗粒不能很好地建立起血液供应系统,当大量脂肪堆集在一起,会因供血不足导致脂肪细胞坏死、溶解、吸收，极易引发感染、血肿、变形、疼痛、硬结、囊肿、坏死等后遗症[ValléeM,CoteJ-F,FrandetteJ.Adipose-tissueengineering:takingadvantageofthepropertiesofhumanadipose-derivedstem/stromalcells.PatholBiol2009；57:309-317]。目前普遍认为有40％～60％的脂肪颗粒被吸收、纤维化或钙化，效果不持久,常需要多次注射维持形状。组织工程产品所面临的问题是细胞/支架材料三维结构的迅速血管化及长期稳定性。随着快速成形技术在组织工程方面的应用，以活细胞为材料的生物制造技术应运而生并显示出其蓬勃的发展势头[WangX.H,YanYN,ZhangRJ.Rapidprototypingasatoolformanufacturingbioartificiallivers.TrendsinBiotechnology2007；25(11):505-513]。本发明在前人工作的基础上，通过不断地实践，摸索出一套新的人工乳房植入体的制造方法，使复杂器管，如心脏、肝脏、肾脏、乳房的制造大大向前迈进了一步。
发明内容
本发明的目的是提供一种乳房植入体三维结构及其快速成形方法，使其具备神经纤维束、血管、和乳腺系统，以更好地模拟人体乳房中的组织器官。
本发明的技术方案如下：
一种乳房植入体三维结构，其特征在于：所述乳房植入体三维结构包括神经纤维束、血管和乳腺系统；
所述神经纤维束、血管和乳腺系统设置在人体前胸乳房部位人体皮肤内；所述神经纤维束由合成高分子溶液包裹神经纤维束组成；所述血管由内皮层和外皮层组成，内皮层和外皮层均由高分子溶液打印培养而成；所述内皮层采用天然高分子溶液，天然高分子溶液中含有人体内皮细胞，或含有内皮细胞生长因子和干细胞的混合物；外皮层采用合成高分子溶液；神经纤维束与血管直接与人体中的血管和神经纤维束相连接；
所述乳腺系统包括脂肪组织、乳头和乳腺管，由合成高分子或天然高分子溶液、脂肪细胞生长因子与人体干细胞共混打印后转化而成，能与人体组织直接缝合。
本发明所述的乳房植入体外形轮廓呈人体乳房形状或乳房中肿瘤切除块状。
上述技术方案中，所述的合成高分子溶液为质量体积百分比为0.1-30％的聚酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚己内酯、聚碳酸酯、聚乙二醇、聚四氟乙烯、聚酯和乳酸-羟基乙酸共聚物中的至少一种。所述的天然高分子溶液采用质量百分浓度为0.1～20％的海藻酸钠、活性肽、胶原、肝素、硫酸软骨素、透明质酸、粘多糖、糖蛋白、基质胶、右旋糖、壳聚糖、明胶和纤维蛋白原溶液中的至少一种。所述干细胞为脂肪干细胞、骨髓干细胞、血液干细胞、胚胎干细胞和诱导多能干细胞中的至少一种；所述神经纤维束含有神经细胞，或含有干细胞与神经细胞生长因子的混合物。
本发明提供的一种乳房植入体三维结构快速成形方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
1)材料制备
分别制备质量体积百分浓度为0.1～20％天然高分子溶液、质量体积百分浓度为1～10％交联剂、质量体积百分浓度为0.1～10％合成高分子溶液、质量体积百分浓度为0.001～0.1％生长因子溶液；从病人身上分离出干细胞或内皮细胞、神经细胞、干细胞；将病人身上分离出的干细胞一部分诱导成内皮细胞或神经细胞；将剩余的部分干细胞、内皮细胞和神经细胞分别与天然高分子溶液按1～9：9～1体积比混合制成细胞悬液，其中内皮细胞和神经细胞悬液中内皮细胞和神经细胞密度为1×105～1×104个/mL，干细胞悬液细胞密度为1×103～1×106个/mL，并加入体积百分比1～10％的生长因子溶液；
2)建模
采用计算机三维建模方法用三维绘图软件设计乳房植入体内部与外形结构，包括由不同材料组成的不同走向的神经纤维束、血管、乳腺系统的结构以及整体外部轮廓结构，形成乳房植入体的三维结构模型；
3)成形
将合成高分子溶液、细胞培养液、交联剂、干细胞悬液、内皮细胞悬液与神经细胞悬液分别装入复合多喷头3D打印设备的料桶中，将待成形乳房植入体模型导入控制系统后，启动成形设备，根据步骤2)三维结构模型将不同材料按预先设定的区域从不同方向层层堆积成形；在神经纤维束、血管、乳腺系统成形过程中，当细胞悬溶液成形后，天然高分子交联剂喷洒，使三维结构加固稳定，在合成高分子溶液成形过程中，通过细胞培养液喷洒，去除有机溶剂；
4)体外培养
将制备好的人工乳房植入体浸泡在培养液中，放入常温培养箱中静态或脉动培养，并定期更换培养液，获得所述的乳房植入体。
本发明与现有技术相比，有以下有益效果：①本发明的乳房植入体三维结构，具有神经纤维束、血管和乳腺系统，比以往任何人工器官都复杂，更接近人体乳房的真实形貌，能完成乳房植入体的各种生理功能。②本发明采用的复合多喷头3D打印技术保证了非均质异向材料从不同角度、不同方向快速成形，扩大了细胞、天然高分子溶液、合成高分子溶液的应用范围；③在天然高分子溶液上喷洒交联剂能有效稳定三维结构，在合成高分子溶液上喷洒细胞培养液能减小有机溶剂对细胞的损伤；④将合成高分子溶液复合到含细胞的天然高分子溶液外围，增强了血管、神经和乳腺系统的抗缝合强度，使其可直接与体内相应系统相连接，增强植入细胞的存活力；
附图说明
图1为本发明提供的具有神经纤维束、血管和乳腺系统的乳房植入体三维结构示意图。
图1中：101-皮肤；102-脂肪组织；103-神经纤维束；104-血管；105-乳头；106-乳腺管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1为本发明提供的乳房植入体三维结构示意图，所述乳房植入体包括神经纤维束103、血管104和乳腺系统；所述神经纤维束、血管和乳腺系统设置在人体前胸乳房部位的皮肤101内；所述神经纤维束由合成高分子溶液包裹神经纤维束组成；所述血管由内皮层和外皮层组成，内皮层和外皮层均由高分子溶液打印培养而成；所述内皮层采用天然高分子溶液，天然高分子溶液中含有人体内皮细胞，或含干细胞与内皮细胞生长因子的混合物；外皮层采用合成高分子溶液；神经纤维束与血管直接与人体中血管和神经纤维束相连接。
所述乳腺系统包括脂肪组织102、乳头105和乳腺管106，由合成高分子或天然高分子溶液、脂肪细胞生长因子与人体干细胞共混打印后转化而成，能与人体组织直接缝合。
本发明所述的乳房植入体外形轮廓呈人体乳房形状或肿瘤切除块状。合成高分子溶液为质量体积百分比为0.1-30％的聚酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚己内酯、聚碳酸酯、聚乙二醇、聚四氟乙烯、聚酯和乳酸-羟基乙酸共聚物中的至少一种。所述的天然高分子溶液采用质量百分浓度为0.1～20％的海藻酸钠、活性肽、胶原、肝素、硫酸软骨素、透明质酸、粘多糖、糖蛋白、基质胶、右旋糖、壳聚糖、明胶和纤维蛋白原溶液中的至少一种。所述人体干细胞为脂肪干细胞、骨髓干细胞、血液干细胞、胚胎干细胞和诱导多能干细胞中的至少一种；所述神经纤维束含有神经细胞，或含有干细胞与神经细胞生长因子的混合物。
本发明提供的乳房植入体三维结构的快速成形方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
1)材料制备
分别制备质量体积百分浓度为0.1～20％天然高分子溶液、质量体积百分浓度为1～10％交联剂、质量体积百分浓度为0.1～10％合成高分子溶液、质量体积百分浓度为0.001～0.1％生长因子溶液；从病人身上分离出干细胞或内皮细胞、神经细胞、干细胞；将病人身上分离出的干细胞一部分诱导成内皮细胞或神经细胞；将剩余的部分干细胞、内皮细胞和神经细胞分别与天然高分子溶液按1～9：9～1体积比混合制成细胞悬液，其中内皮细胞和神经细胞悬液中内皮细胞和神经细胞密度为1×105～1×104个/mL，干细胞悬液细胞密度为为1×103～1×106个/mL，并加入体积百分比1～10％的内皮细胞生长因子溶液；
2)建模
采用计算机三维建模方法用三维绘图软件设计乳房植入体内部与外形结构，包括由不同材料组成的不同走向的神经纤维束、血管、乳腺系统结构以及整体外部轮廓结构；
3)成形
将合成高分子溶液、细胞培养液、交联剂、干细胞悬液、内皮细胞悬液与神经细胞悬液分别装入复合多喷头3D打印设备的料桶中，将待成形乳房植入体模型导入控制系统后，启动成形设备，根据步骤2)三维结构模型将不同材料按预先设定的区域从不同方向层层堆积成形；在神经纤维束、血管、乳腺系统成形过程中，当细胞悬溶液成形后，天然高分子交联剂喷洒，使三维结构加固稳定，在合成高分子溶液成形过程中，通过细胞培养液喷洒，去除有机溶剂；
4)体外培养
将制备好的人工乳房植入体浸泡在培养液中，放入常温培养箱中静态或脉动培养，并定期更换培养液。
实施例1：
1)材料制备
取0.1g海藻酸钠、1g纤维蛋白原和20g明胶分别置于100mL培养液中使其完全溶解，灭菌处理得到明胶、海藻酸钠、纤维蛋白原溶液；制备0.01g/ml的氯化钙水溶液作为海藻酸钠交联剂，0.01g/ml凝血酶作为纤维蛋白原交联剂；提取内皮细胞(ECs)、神经细胞和脂肪干细胞(ADSCs)，培养传代；将内皮细胞(ECs)、神经细胞和脂肪干细胞(ADSCs)分别与明胶、海藻酸钠、纤维蛋白原溶液混合，其中内皮细胞密度为1×104个/mL，神经细胞密度为1×105个/mL，脂肪干细胞密度为2×106个/mL；在含脂肪干细胞的海藻酸钠溶液中加入体积百分比1％的内皮细胞生长因子溶液；将可降解聚己内酯溶于四乙二醇中得到质量体积浓度为2％的合成高分子溶液，灭菌处理待用；制备细胞培养液。
2)建模
采用计算机三维建模方法用三维绘图软件设计乳房植入体内部与外形结构，包括由不同材料组成的不同走向的神经纤维束、血管、乳腺系统结构以及整体外部轮廓结构。
3)成形
将含细胞天然高分子溶液、细胞培养液、聚己内酯溶液、交联剂分别装入3D打印设备的料桶中，整个装置置于温度为8～10℃的环境中，将乳房植入体模型导入控制系统后启动成形装置，开始成形。
4)体外培养
将所构建的乳房植入体置于脉动生物培养器中进行培养，促使细胞间建立连接并诱导干细胞定向生长分化，最终形成神经纤维束、血管、乳腺系统结构的乳房植入体三维结构。
实施例2：
1)材料制备
取0.1g海藻酸钠、20g纤维蛋白原和4g明胶分别置于100mL培养液中使其完全溶解，灭菌处理得到明胶、海藻酸钠、纤维蛋白原溶液；制备1g/ml的氯化钙水溶液作为海藻酸钠交联剂，1g/ml凝血酶作为纤维蛋白原交联剂；提取病人骨髓干细胞(BDSCs)，培养传代；将部分骨髓干细胞(BDSCs)诱导转化成内皮细胞和神经细胞；将所剩的部分骨髓干细胞(BDSCs)、内皮细胞(ECs)和神经细胞分别与明胶、海藻酸钠、纤维蛋白原溶液混合，其中骨髓干细胞(BDSCs)密度为1×103个/mL，内皮细胞(ECs)密度为1×104个/mL，神经细胞密度为1×105个/mL；将可降解聚氨酯溶于1、4-二氧六环中得到质量体积浓度为0.1％的合成高分子溶液，灭菌处理待用；制备细胞培养液。
2)建模
采用计算机三维建模方法用三维绘图软件设计乳房植入体内部与外形结构，包括由不同材料组成的不同走向的神经纤维束、血管、乳腺系统结构以及整体外部轮廓结构。
3)成形
将含细胞天然高分子溶液、聚氨酯溶液、交联剂、细胞培养液分别装入3D打印设备的料桶中，整个装置置于温度为8～10℃的环境中，将乳房植入体模型导入控制系统后启动成形装置，开始成形。
4)体外培养
将所构建的乳房植入体置于脉动生物培养器中进行培养，促使细胞间建立连接并诱导干细胞定向生长分化，最终形成含有神经纤维束、血管、乳腺系统结构的乳房植入体三维结构。
实施例3：
1)材料制备
取2g海藻酸钠、1g胶原和10g明胶分别置于100mL培养液中使其完全溶解，灭菌处理得到海藻酸钠、胶原、明胶溶液；制备10g/ml的氯化钙水溶液作为海藻酸钠交联剂；从患者身上提取诱导多能干细胞，培养传代；将诱导多能干细胞分别与海藻酸钠、胶原、明胶溶液混合并分成三份；在三份诱导多能干细胞和天然高分子溶液中分别加入体积百分比1％、5％、10％的内皮细胞生长因子、神经细胞生长因子、脂肪细胞生长因子；将可降解乳酸与乙醇酸共聚物(PLGA)溶于四乙二醇中得到质量体积浓度为20％的合成高分子溶液，灭菌处理待用；制备细胞培养液。
2)建模
采用计算机三维建模方法用三维绘图软件设计乳房植入体内部与外形结构，包括由不同材料组成的不同走向的神经纤维束、血管、乳腺系统结构以及整体外部轮廓结构。
3)成形
将含细胞天然高分子溶液、PLGA溶液、交联剂、细胞培养液分别装入3D打印设备的料桶中，整个装置置于温度为8～10℃的环境中，将乳房植入体模型导入控制系统后启动成形装置，开始成形。
4)体外培养
将所构建的乳房植入体置于脉动生物培养器中进行培养，促使细胞间建立连接并诱导干细胞定向生长分化，最终形成含有神经纤维束、血管、乳腺系统结构的乳房植入体三维结构。

Claims (6)

1.一种乳房植入体三维结构，其特征在于：所述乳房植入体三维结构包括神经纤维束(103)、血管(104)和乳腺系统；
所述神经纤维束(103)、血管(104)和乳腺系统设置在人体前胸乳房部位人体皮肤(101)内；所述神经纤维束(103)由合成高分子溶液包裹神经纤维束组成；所述血管(104)由内皮层和外皮层组成，内皮层和外皮层均由高分子溶液打印培养而成；所述内皮层采用天然高分子溶液，天然高分子溶液中含有人体内皮细胞，或含有内皮细胞生长因子和干细胞的混合物；外皮层采用合成高分子溶液；神经纤维束与血管直接与人体中的血管和神经纤维束相连接；
所述乳腺系统包括脂肪组织(102)、乳头(105)和乳腺管(106)，由合成高分子或天然高分子溶液、脂肪细胞生长因子与人体干细胞共混打印后转化而成，能与人体组织直接缝合。
2.如权利要求1所述的一种乳房植入体三维结构，其特征在于：所述乳房植入体外形轮廓呈人体乳房形状或肿瘤切除块状。
3.如权利要求1所述的一种乳房植入体三维结构，其特征在于：所述的合成高分子溶液为质量体积百分比为0.1-30％的聚酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚己内酯、聚碳酸酯、聚乙二醇、聚四氟乙烯、聚酯和乳酸-羟基乙酸共聚物中的至少一种。
4.如权利要求1、2或3所述的一种乳房植入体三维结构，其特征在于：所述的天然高分子溶液采用质量百分浓度为0.1～20％的海藻酸钠、活性肽、胶原、肝素、硫酸软骨素、透明质酸、粘多糖、糖蛋白、基质胶、右旋糖、壳聚糖、明胶和纤维蛋白原溶液中的至少一种。
5.如权利要求4所述的一种乳房植入体三维结构，其特征在于：所述人体干细胞为脂肪干细胞、骨髓干细胞、血液干细胞、胚胎干细胞和诱导多能干细胞中的至少一种；所述神经纤维束含有神经细胞，或含有干细胞与神经细胞生长因子的混合物。
6.一种如权利要求1所述的乳房植入体三维结构快速成形方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
1)材料制备
分别制备质量体积百分浓度为0.1～20％天然高分子溶液、质量体积百分浓度为1～10％交联剂、质量体积百分浓度为0.1～10％合成高分子溶液、质量体积百分浓度为0.001～0.1％生长因子溶液；从病人身上分离出干细胞或内皮细胞、神经细胞、干细胞；将病人身上分离出的干细胞一部分诱导成内皮细胞或神经细胞；将剩余的部分干细胞、内皮细胞和神经细胞分别与天然高分子溶液按1～9：9～1体积比混合制成细胞悬液，其中内皮细胞和神经细胞悬液中内皮细胞和神经细胞密度为1×105～1×104个/mL，干细胞悬液细胞密度为1×103～1×106个/mL，并加入体积百分比1～10％的生长因子溶液；
2)建模
采用计算机三维建模方法用三维绘图软件设计乳房植入体内部与外形结构，包括由不同材料组成的不同走向的神经纤维束、血管、乳腺系统的结构以及整体外部轮廓结构，形成乳房植入体的三维结构模型；
3)成形
将合成高分子溶液、细胞培养液、交联剂、干细胞悬液、内皮细胞悬液与神经细胞悬液分别装入复合多喷头3D打印设备的料桶中，将待成形乳房植入体模型导入控制系统后，启动成形设备，根据步骤2)三维结构模型将不同材料按预先设定的区域从不同方向层层堆积成形；在神经纤维束、血管、乳腺系统成形过程中，当细胞悬溶液成形后，天然高分子交联剂喷洒，使三维结构加固稳定，在合成高分子溶液成形过程中，通过细胞培养液喷洒，去除有机溶剂；
4)体外培养
将制备好的人工乳房植入体三维结构浸泡在培养液中，放入常温培养箱中静态或脉动培养，并定期更换培养液，获得所述的可植入乳房植入体。
CN201510992435.3A 2015-12-23 2015-12-23 一种乳房植入体三维结构及其快速成形方法 Expired - Fee Related CN105435308B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510992435.3A CN105435308B (zh) 2015-12-23 2015-12-23 一种乳房植入体三维结构及其快速成形方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510992435.3A CN105435308B (zh) 2015-12-23 2015-12-23 一种乳房植入体三维结构及其快速成形方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105435308A true CN105435308A (zh) 2016-03-30
CN105435308B CN105435308B (zh) 2018-10-26

Family

ID=55546223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510992435.3A Expired - Fee Related CN105435308B (zh) 2015-12-23 2015-12-23 一种乳房植入体三维结构及其快速成形方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105435308B (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105997302A (zh) * 2016-07-18 2016-10-12 青岛三帝生物科技有限公司 基于3d打印的防包膜挛缩乳房假体制作方法和乳房假体
CN106073943A (zh) * 2016-07-19 2016-11-09 青岛三帝生物科技有限公司 基于3d打印的防渗漏乳房假体成型方法和乳房假体
CN106137480A (zh) * 2016-08-10 2016-11-23 青岛三帝生物科技有限公司 基于3d打印制备消化道支架的方法和消化道支架
CN106182838A (zh) * 2016-07-25 2016-12-07 青岛三帝生物科技有限公司 基于3d打印的防移位乳房假体成型方法和乳房假体
CN106264791A (zh) * 2016-08-10 2017-01-04 青岛三帝生物科技有限公司 基于3d打印制备载药主动脉瓣的方法和载药主动脉瓣
CN106264786A (zh) * 2016-09-24 2017-01-04 成都测迪森生物科技有限公司 一种隆胸假体
CN106377342A (zh) * 2016-09-24 2017-02-08 成都测迪森生物科技有限公司 一种乳房植入体
CN109943519A (zh) * 2016-09-14 2019-06-28 四川蓝光英诺生物科技股份有限公司 人工组织前体及制备其的方法
CN109957540A (zh) * 2017-12-14 2019-07-02 深圳先进技术研究院 一种3d打印脂肪组织
CN113528338A (zh) * 2021-07-19 2021-10-22 中国医科大学 一种用于药物筛选的专用组合模具及其使用方法
CN115605235A (zh) * 2020-03-22 2023-01-13 科弗朗有限公司（Il） 可使用作软组织填充物及/或植入物的胶原基底的制剂

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110022171A1 (en) * 2009-07-21 2011-01-27 Kinetic Concept, Inc. Graft Materials for Surgical Breast Procedures
CN201899588U (zh) * 2010-12-13 2011-07-20 李国明 一种整体式人工乳房假体
CN102665609A (zh) * 2009-11-19 2012-09-12 刘源硕 表面形成为硅酮开孔泡沫层的人造乳房假体及其制造方法
WO2013134383A1 (en) * 2012-03-06 2013-09-12 The Uab Research Foundation Three-dimesional, prevascularized, engineered tissue constructs, methods of making and methods of using the tissue constructs
CN103393482A (zh) * 2013-08-14 2013-11-20 北京瑞健高科生物科技有限公司 一种基于组织基质材料的乳房假体支撑装置及其制备方法
CN104783924A (zh) * 2015-04-24 2015-07-22 杭州捷诺飞生物科技有限公司 一种基于三维打印技术的乳房假体制造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110022171A1 (en) * 2009-07-21 2011-01-27 Kinetic Concept, Inc. Graft Materials for Surgical Breast Procedures
CN102665609A (zh) * 2009-11-19 2012-09-12 刘源硕 表面形成为硅酮开孔泡沫层的人造乳房假体及其制造方法
CN201899588U (zh) * 2010-12-13 2011-07-20 李国明 一种整体式人工乳房假体
WO2013134383A1 (en) * 2012-03-06 2013-09-12 The Uab Research Foundation Three-dimesional, prevascularized, engineered tissue constructs, methods of making and methods of using the tissue constructs
CN104271168A (zh) * 2012-03-06 2015-01-07 Uab研究基金会 三维的预血管化的工程化的组织建造物、制造以及使用组织建造物的方法
CN103393482A (zh) * 2013-08-14 2013-11-20 北京瑞健高科生物科技有限公司 一种基于组织基质材料的乳房假体支撑装置及其制备方法
CN104783924A (zh) * 2015-04-24 2015-07-22 杭州捷诺飞生物科技有限公司 一种基于三维打印技术的乳房假体制造方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105997302A (zh) * 2016-07-18 2016-10-12 青岛三帝生物科技有限公司 基于3d打印的防包膜挛缩乳房假体制作方法和乳房假体
CN106073943A (zh) * 2016-07-19 2016-11-09 青岛三帝生物科技有限公司 基于3d打印的防渗漏乳房假体成型方法和乳房假体
CN106182838A (zh) * 2016-07-25 2016-12-07 青岛三帝生物科技有限公司 基于3d打印的防移位乳房假体成型方法和乳房假体
CN106137480B (zh) * 2016-08-10 2018-01-12 青岛三帝生物科技有限公司 基于3d打印制备消化道支架的方法和消化道支架
CN106137480A (zh) * 2016-08-10 2016-11-23 青岛三帝生物科技有限公司 基于3d打印制备消化道支架的方法和消化道支架
CN106264791A (zh) * 2016-08-10 2017-01-04 青岛三帝生物科技有限公司 基于3d打印制备载药主动脉瓣的方法和载药主动脉瓣
CN109943518A (zh) * 2016-09-14 2019-06-28 四川蓝光英诺生物科技股份有限公司 人工组织前体及制备其的方法
CN109943519A (zh) * 2016-09-14 2019-06-28 四川蓝光英诺生物科技股份有限公司 人工组织前体及制备其的方法
CN106377342A (zh) * 2016-09-24 2017-02-08 成都测迪森生物科技有限公司 一种乳房植入体
CN106264786B (zh) * 2016-09-24 2018-01-26 成都测迪森生物科技有限公司 一种隆胸假体
CN106377342B (zh) * 2016-09-24 2018-01-02 叶晖 一种乳房植入体
CN106264786A (zh) * 2016-09-24 2017-01-04 成都测迪森生物科技有限公司 一种隆胸假体
CN109957540A (zh) * 2017-12-14 2019-07-02 深圳先进技术研究院 一种3d打印脂肪组织
CN115605235A (zh) * 2020-03-22 2023-01-13 科弗朗有限公司（Il） 可使用作软组织填充物及/或植入物的胶原基底的制剂
CN113528338A (zh) * 2021-07-19 2021-10-22 中国医科大学 一种用于药物筛选的专用组合模具及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105435308B (zh) 2018-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105435308A (zh) 一种乳房植入体三维结构及其快速成形方法
Matsumoto et al. Cell-assisted lipotransfer: supportive use of human adipose-derived cells for soft tissue augmentation with lipoinjection
CN103057123B (zh) 一种三维生物打印系统及基于三维生物打印系统制备神经再生植入体的方法
CN105985925B (zh) 一种全功能人工器官拟合体及其制备和培养方法
CN106999635A (zh) 软骨修复用移植物支架及其制造方法
CN101492655B (zh) 一种基于分区的血管化脂肪组织及其构建方法
CN103834053A (zh) 一种可注射的交联透明质酸凝胶及其制备方法
CN101147810B (zh) 细胞-生物可降解材料复合物及其制备方法和应用
CN101366978A (zh) 可注射用的微粒组织充填材料及其制备方法
CN105885436A (zh) 一种用于３ｄ打印的生物墨水材料及其制备方法和应用
CN103272282A (zh) 一种纳米羟基磷灰石/壳聚糖/鱼皮胶原复合支架
CN104658395B (zh) 一种心脏模拟结构及其成形方法和专用模具
Liu et al. Creation of a vascular system for organ manufacturing
CN105034369A (zh) 三维角膜基质支架材料及三维角膜基质支架的构建方法
CN106729979A (zh) 一种组织工程脱细胞血管支架的制备方法
Li et al. Collagen-based bioinks for regenerative medicine: Fabrication, application and prospective
Rhee et al. Injectable tissue-engineered soft tissue for tissue augmentation
CN101993853B (zh) 注射式血管化脂肪组织及其构建方法
CN107115562A (zh) 一种用于心肌修复的可注射水凝胶及其制备与应用
Katiyar et al. Novel strategies for designing regenerative skin products for accelerated wound healing
CN108624581A (zh) 一种间充质干细胞结合生物材料的微球及智能喷洒系统
CN105688279B (zh) 一种肺替代物及其三维打印与注射成形制造方法
CN101347638A (zh) 可注射用的组织修补材料及其制备方法
CN108671268A (zh) 一种用于注射美容的脂肪注射剂及制备方法
CN109503863A (zh) 一种可注射水凝胶及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20181026

Termination date: 20211223

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee