CN117715665A - 3d打印水凝胶物体的可光固化增强 - Google Patents

Abstract

本公开提供了增强的水凝胶结构、增强水凝胶结构的方法以及使用增强的水凝胶结构治疗缺血性病症的方法。

Description

3D打印水凝胶物体的可光固化增强

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年5月6日提交的美国临时申请号63/185,305的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

三维(3D)水凝胶结构在各种生物医学应用中具有越来越多的用途。然而，水凝胶结构的机械性能可经常导致这些结构的耐久性问题。

过去，该领域的技术人员通过在水凝胶结构表面形成“皮肤”来改变机械性能，该过程繁琐、耗时且难以重现。此外，“皮肤”本身有时也是脆弱的。例如，Raghavan等人使用复杂的方法，采用同心模具来构建中空圆柱形结构。这种易碎材料很难从模具中取出，并且在第二步骤中，管的表面用使聚合物链在凝胶结构中交联的试剂进行处理。很难控制这种处理的深度。

该领域的其他人使用添加剂以在整个水凝胶中引发化学反应，从而改变机械性能。这有几个明显的缺点。一是当材料性质发生这样的改变时，软水凝胶支架与细胞相互作用的有益性质丧失。这种方法的第二缺点是需要向系统添加另外的材料类型，这可能对细胞反应产生负面影响。这种更复杂的植入物还将需要更长时间才能获得监管部门的批准。例如，Gaharwar通过向基于胶原蛋白的水凝胶中添加少量球形磁性纳米颗粒，能够使水凝胶的刚度提高10倍且韧性提高20倍。其他人通过添加陶瓷颗粒来增韧水凝胶，例如Fukao(J.Mater.Chem.B,2020,8,5184-5188)。这种方法仅适用于有限的应用，其中陶瓷的存在将不损害组织的愈合。

因此，本领域存在以可重复且不产生过于复杂的装置和/或不显著改变软水凝胶支架的有益性质的方式改善水凝胶结构的机械性能的需要。

发明内容

本公开的一些实施方案涉及增强三维(3D)水凝胶结构的方法，其包括使浸入未固化的可光固化生物墨水中的网状物与该结构接触，并且照射浸入未固化的可光固化生物墨水中的网状物，从而将其粘附至3D水凝胶结构。

本公开的一些实施方案涉及组合物，其包含三维(3D)水凝胶结构和包含浸入可光固化墨水或经光固化墨水中的网状物的层，并且其中包含浸入可光固化墨水或经光固化墨水中的网状物的层与该结构接触。

本公开的一些实施方案涉及治疗有需要的受试者的缺血性疾病的方法，该方法包括植入本文公开的增强结构或组合物。

附图说明

图1：显示组织工程血管移植物(TEVG)与隐静脉(SV)相比的机械性能(破裂压力、缝合线保持和顺应性)的示例图。破裂压力：2134mmHg＝284kPa；缝合线保持强度：1.92N；和顺应性：25.6％/100mmHg。参见Pashneh-Tala et al.,Tissue Engineering:Part B,Volume 22,pg.68,Number 1,2016。

图2A-2I：用于在水凝胶管上进行破裂测试开发的实验装置。图2A：Formlabs通过带有塞子和扩口的管。图2B：带拉链的鲁尔锁标准配件。图2C：用粘性绷带、免缝胶带和胶水/纸(粘贴和撕裂管)增强的Formlabs固定装置。图2D：管的胶水和滤纸增强。图2E：图2A、图2B和图2C中所示的构造的技术图。图2F：将管固定至容器底部以保持水平配置并消除由管浮力引起的管弯曲。图2G：消除胶水使用的管装置。图2H：具有增强安装端的管。图2I：具有增强安装端的管R3＝内径和R6＝外径。

图3A-3E：如实施例8中所述的缝合线拉出测试装置。图3A：夹具夹在虎钳中，用于安装用于缝合线拉出测试的膜，具有用于将缝合线放置(图3B)在插入夹具中的膜中的u形端口。图3C：浸没的增强水凝胶。图3D：带有砂纸支撑的夹具，用于夹紧以施加用于缝合线拉出测试的力。图3E：缝合线类型，3/8圈用于缝合线拉出测试。

图4A-4F：实施例5中讨论的猪动脉连接。图4A：荷包缝合技术。图4B：连接物通过荷包缝合线贴附至原生血管，如图4B所示。图4C：正在光固化的管上的网状物。图4D：将网状物放置在管周围并进行光固化。图4E：将网状物放置在管上并进行光固化。图4F：锯状顶部边缘可以切穿光固化墨水。

图5A-5C：实施例4的Vicryl^TM(Somerville,NJ)嵌入图形增强物。图5A：用网状物增强的管状水凝胶并缝合至Gore-tex^TM(Flagstaff,AZ)光滑壁血管移植物。图5B：Vicryl机织网状物增强管(左图)和网状物放大图(右图)。图5C：Vicryl针织网状物增强管(左图)和网状物放大图(右图)。

图6：实施例3的网状物增强管缝合线拉力实验的装置。将管与穿过管端的网状物的缝合线夹在虎钳中。

图7：显示实施例3的7个不同缝合线拉出实验在增强管(线5-7)和裸露的非增强管(线1-3)上拉出所需的力的图形数据。Y轴显示施加在管上的力，并且X轴显示影响拉出的位移距离

图8：实施例3的网状物增强管相对于无网状物的管的拉出力实验结果。与未改性的管状水凝胶相比，增强管状水凝胶的缝合线拉出力增加了8倍。

图9：实施例4的ePTFE血管图实验装置，端部接近在一起，用连续缝合进行缝合，拉紧并打方结，用氰基丙烯酸酯胶密封接头，并将水+印度墨水泵入管且未观察到渗漏。

图10A-10C：实施例6的兔PA(肺动脉)实验装置。图10A：植入猪体内的网状物增强管。图10B：体内贴附至原生兔组织的管。图10C：用箭头指示的3D打印移植材料环与兔的PA偶联。

图11：根据实施例10的猪PA缺陷实验设置，显示了植入猪肺动脉中的增强管(另见图10A)。

图12A-12C：PA缺陷校正的示意图。图12A：显示了被分离、夹闭和切开的PA。图12B显示了首尾相连地粘合至3D打印管上(箭头覆盖在3D打印管上)的聚乙烯间隔件(中心较长的管)。图12C：麻醉动物，切开割肺动脉，将图12B中所示的装置的每一端缝合至切开的PA的各自相应端。

图13：连续泵送实验的实验装置。

图14：引入增强端以增强可缝合性。显示了三种以不同能量水平打印的水凝胶片。用比大部分片材更高的能量打印通过目视检查看到的网状网络。在每种情况下，散装材料均以48mJ/cm2打印，而网状物的线的能量更高，如标签所示。通过使用灰度来控制图像中的曝光来控制增加的能量区域。

图15A-15B：根据实施例6的套囊或套管实验装置。图15A：用箭头示出的管材和打印管的界面。钝尖针滑入水凝胶管的内部。用氰基丙烯酸酯胶固定。图15B：两端直接贴附至钝尖针，用DPBS+印度墨水灌注，浸没在1X PBS中，然后以每次冲程0.1mL/～25冲程/分钟＝2.5mL/min泵送并循环过夜。

图16：3D打印的水凝胶容器。

图17A-17C：17A(602管样品)、17B(单独的猪颈动脉组织)和17C(602N管和颈动脉的前拉出)的力拉出实验的实验结果

图18A-18B：显示连接至用于破裂测试B的管件的样品的破裂/循环实验显示压力随时间增加直至达到系统的最大压力。样品从未失效。

图19A-19B：根据实施例7的用于拉伸测试实验的装置，其具有试样(图19A)和被拉至失效的试样(图19B)。

图20A-20C：图20A显示了代表性602n曲线，B是猪颈动脉的拉伸力。图20B显示了拉伸测试。图20C显示了图20A和图20B重叠的两个图。重叠部分很重要，因为它显示了单独的水凝胶和原生组织之间的数量级差异。

图21A-21C：图14的装置的技术图(CAD图)。

图22：在管端部嵌入图案以增加可缝合性。

图23A-23B：利用增强过程以修补在泄漏导管中观察到的裂纹(图23A)。用网状物增强肺叶支架水凝胶(图23B)。进行程序如下所示：1.识别物体中的裂纹。2.通过移液管将未固化的墨水施加至裂纹表面上。3.使用手电筒在距表面约3英寸的距离处照射适当波长的光2-4秒。4.重新测试物体，如果裂纹仍然存在，则重复该程序。

图24A显示了未固化的602N墨水和图24B显示了固化的墨水。

图25：根据实施例的3D气道打印。

具体实施方式

本公开包括涉及增强三维(3D)水凝胶结构的方法的实施方案。另外的实施方案包括增强三维(3D)水凝胶结构和治疗有需要的受试者的缺血性疾病的方法，该方法包括植入增强的三维(3D)水凝胶结构。

如本文所用，单数形式“a”、“an”和“the”包括复数引用，除非上下文明确地另有说明。例如，提及“细胞(a cell)”包括两个或更多个细胞的组合等。

如本文所用，“重量百分比”(也表示为“wt％”)是指一种或更多种组分相对于组合物总质量的百分比。因此，包含10克化合物A的质量为100克的组合物具有10％重量百分比的化合物A。如本文所用，重量百分比与质量百分比同义使用。

本文实施方案中的织物及其机织物的各种图案在Bilisik et al.,“3D Fabricsfor Technical Textile Applications”Submitted:March 15th 2015Reviewed:July14th2015Published:March 24th 2016,DOI:10.5772/61224中定义。纺织品术语的这些定义是本领域熟知的：针织网状物由形成互锁圈以产生一系列开口的单纤维组成。机织网状物由多根纤维组成，这些纤维相互交叉以形成一系列开口。毛毡也称为非织造物，是由维通过缠结或施加加热、化学物质、压力或组合而相互连接的单根纤维组成的垫子。粘合非织造物是含有第二材料的毛毡，该第二材料粘合垫子的缠结纤维的交叉点。编织扁平或管状网状物是具有圆形而非扁平横截面的结构，其由三根或更多根纤维交织而成。Velcro是一系列圈和钩，当压在一起时，通过钩在圈中而缠结在一起。蕾丝是通过加捻、编织、成圈、交织或组合而成的网状结构的织物。

本文引用的所有参考文献均通过引用以其全文并入本文。提供定义是为了便于理解本说明书中使用的某些术语。除非另外定义，否则本文中使用的技术和科学术语具有本领域普通技术人员通常理解的含义。本领域普通技术人员已知的任何合适的材料和/或方法均可以用于实施本文描述的方法。

如本文说用，术语“施用”或“植入”包括开具处方施用以及实际施用，并且包括物理地施用至由他人(例如，外科医生)治疗的受试者。

如本文所用，“受试者”或“患者”或“个体”是指任何受试者、患者或个体，并且这些术语在本文中可互换使用。在这方面，术语“受试者”、“患者”和“个体”包括哺乳动物，并且特别是人。

如本文所用，术语“包含(comprising)”或“包含(comprises)”旨在表示组合物和方法包括所列举的要素，但不排除其他要素。当用于定义组合物和方法时，“基本上由……组成”应意指排除对于用于所述目的的组合具有任何本质意义的其他要素。因此，基本上由本文限定的要素组成的组合物将不排除不实质上影响所要求保护的发明的基本和新颖性特征的其他材料或步骤。“由……组成”应意指排除超过痕量元素的其他成分和实质性方法步骤。由这些过渡术语中的每一个限定的实施方案均在本发明的范围内。当实施方案由这些术语中的一个(例如，“包含”)限定时，应当理解，本公开进一步包括可选实施方案，例如所述实施方案的“基本上由……组成”和“由……组成”。

“基本上(Substantially)”或“基本上(essentially)”意指几乎全部或完全，例如，某给定量的95％、96％、97％、98％、99％或更大。

本领域普通技术人员将理解术语“约”并且将根据其使用的上下文而在某种程度上变化。如果在给定其使用上下文的情况下本领域普通技术人员不清楚该术语的使用，则“约”将表示至多该特定术语的加或减10％。例如，在一些实施方案中，它将表示特定术语的加或减5％。本文中给出的某些范围的数值前面带有术语“约”。本文使用术语“约”来为其前面的确切数字以及接近或近似该术语前面的数字提供字面支持。在确定数字是否接近或近似具体列举的数字时，接近或近似的未列举的数字可以是在其呈现的上下文中提供具体列举的数字的基本上等同的数字。

在提供数值范围的情况下，应当理解，除非上下文另外明确指出，否则在该范围的上限和下限与该范围内的任何其他规定值或中间值之间的每一个中间值至下限单位的十分之一均涵盖在本发明内。这些较小范围的上限和下限可以独立地被包括在较小范围内并且也涵盖在本发明内，但受所述范围中任何具体排除的限制的影响。当所述范围包括一个或两个限制时，排除这些所包括的限制中的一个或两个的范围也被包括在本公开中。

如本文所用，术语“治疗(treatment)”或“治疗(treating)”意指对患者的疾病或病况或相关病症的任何治疗，包括：

抑制或预防疾病或病况，即阻止或抑制临床症状的发展，例如由脑缺血引起的神经功能缺陷，“治疗”还包括提供神经保护；和/或缓解疾病或病况，即导致临床症状消退(例如，增加神经功能或减少神经功能缺陷)。

如本文所用，术语“灰度缩放”或“体素打印”是指将网状物设计原位处理到物体中。改变参数，并且可以以改变空间中特定3D点的固化或最终物体中的体素的方式进行打印。每个体素均可以用完全不同的参数进行打印，因此可以用相同的材料但不同的性能来打印物体。

本申请通过引用以其全文并入以下每篇文件：(a)2021年5月6日提交的美国临时申请号63/185293，标题为“使用官能化和非官能化ECM、ECM片段、肽和生物活性成分构建细胞粘附3D打印物体”以及2022年5月6日提交的相同标题的美国非临时申请和/或PCT申请；(b)2021年5月6日提交的美国临时申请号63/185302，标题为“改良的3D打印物体及其用途”以及2022年5月6日提交的相同标题的美国非临时申请和/或PCT申请；(c)2021年5月6日提交的美国临时申请号63/185300，标题为“使用亲水性单体、疏水性单体和交联剂控制3D打印水凝胶物体的尺寸”以及2022年5月6日提交的相同标题的美国非临时申请和/或PCT申请；(d)2021年5月6日提交的美国临时申请号63/185299，标题为“生物医学用水凝胶管的增材制造”以及2022年5月6日提交的相同标题的美国非临时申请和/或PCT申请；(e)2021年5月6日提交的美国临时申请号63/185298，标题为“微观生理学3-D打印及其应用”以及2022年5月6日提交的相同标题的美国非临时申请和/或PCT申请。

增强三维(3D)水凝胶结构的方法以及包含其的组合物

本公开的某些实施方案涉及增强三维(3D)水凝胶结构的方法，其包括使浸入未固化的可固化生物墨水中的增强支架与该结构接触，并且照射浸入未固化的可固化生物墨水中的增强支架，从而将其粘附至3D水凝胶结构。在一些实施方案中，可固化生物墨水是可光固化的，例如，通过特定波长下的UV照射。

在另一方面，本公开提供了组合物，其包含三维(3D)水凝胶结构和包含浸入可光固化墨水或经光固化墨水中的网状物的层，并且其中包含浸入可光固化墨水或经光固化墨水中的网状物的层与该结构接触。

水凝胶结构的3D形状不受特别限制，并且可以是管状的形状，或是与器官或器官片段基本上相同的形状、大小和/或具有相同的相对尺寸。

在一些实施方案中，水凝胶结构的3D形状是与器官或器官片段基本上相同的形状、大小和/或具有相同的相对尺寸。在某些实施方案中，器官或器官片段包含血管、气管、支气管、食道、输尿管、肾小管、胆管、肾管、胆管、肝管、神经导管、CSF分流管、肺、肾脏、心脏、肝脏、脾脏、脑、胆囊、胃、胰腺、膀胱、淋巴管、骨骼、软骨、皮肤、肠、肌肉、喉或咽。在另外的实施方案中，血管形状包含肺动脉、肾动脉、冠状动脉、外周动脉、肺静脉或肾静脉。在某些实施方案中，该结构包含血液透析移植物。其他实施方案包括其中该结构基本上是肺叶、肺、肺的气道树、肺脉管系统或其组合的形状。在一些实施方案中，增强包括当外部压力施加到该结构时保持气流或血液(或流体)流过该结构。

在一些实施方案中，水凝胶结构的3D形状是管状。在某些实施方案中，该结构包括中空管，该中空管包含第一端和第二端。在一些实施方案中，该结构包含第一子管和第二子管，各自具有第一端，其中该结构包含在它们的第一端处彼此连接以形成该管的接头的第一子管和第二子管，并且其中增强支架接触接头。在一些实施方案中，该增强支架接触该管的第一端和/或第二端。

某些实施方案包括限定管长度的管的第一端和第二端之间的距离，并且其中增强支架接触管的子长度，该子长度由从第一端和/或第二端至管上的点的距离限定，其是远离与增强支架接触的所述第一端和/或第二端的管长度的X％，其中X选自约0.01％至约0.1％、约0.1％至约1％、约1％至约5％、约5％至约10％、约10％至约20％、约20％至约30％、约30％至约40％、或约40％至约50％。在一些实施方案中，子长度包含约1mm至约2.5mm、约2.5mm至约5mm、约5mm至约7.5mm、约7.5mm至约1cm、或约1cm至约2.5cm。

对增强支架没有特别限制。本公开的示例性增强支架包括针织网状物、机织网状物、非织造结构(例如，毛毡)、粘合非织造结构、编织管状织物、编织扁平织物、薄膜、穿孔薄膜、velcro和蕾丝(或切割时边缘不磨损的其他编织物)。另外的材料包括Bilisik,K.,etal,“3D fabrics for technical textile applications,”Non-woven Fabrics.Intech(2016):81-141中描述的那些材料，其通过引用并入本文。在某些实施方案中，增强支架是网状物。在一些实施方案中，增强支架基本上是扁平的并且包含约0.1μm至约2mm的厚度。例如，增强支架厚度的实施方案包括约0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm,10μm、15μm、20μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、500μm、750μm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm以及其间的范围。

本公开的增强支架材料的非限制性实例包括聚乳酸聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、单丝丙烯(例如，SoftMesh、Parietex-TET、TIGR、Marlex)、Dacron、Teflon、聚四氟乙烯、聚己内酯网状物、PGA/PCL、PGA/PLA/PCL及其组合。在优选的实施方案中，使用95/5PCL/PGA网状物。该材料具有约9-12个月的优选降解时间。在一些实施方案中，该材料由两种或更多种类型的纤维制成。例如，当材料由两种或更多种类型的纤维制成时，至少一种纤维可以更快地降解，导致增强支架随时间变得致密性降低，例如用于增强组织向内生长。实例是含有PGA纤维(机织、针织或编织)的PLA网状材料的复合材料。另一实例是含有PGA纤维的PCL纤维的复合材料。

可以调整增强支架的放置以改善部分或全部结构的机械性能。在一些实施方案中，增强支架在管的内表面和/或外表面上螺旋围绕管的子长度或环绕管。在一些实施方案中，增强支架接触管的内表面和外表面。在其他实施方案中，增强支架围绕管的第一端和/或第二端处的管边缘从管的内表面缠绕至管的外表面。

本公开还包括增强结构的待缝合、破裂、撕裂、弱化、经受机械应力、变薄、感染和/或患病的部位。在一些实施方案中，增强包括管的抗扭结性和/或防塌陷性。在一些实施方案中，增强位于结构的缝合部位处，并且相对于结构的非增强缝合部位，增强使结构的缝合线拉出力增加约2.5倍至约5倍、约5倍至约7.5倍、约7.5倍至约10倍、约10倍至约15倍，或大于约15倍。

另外的实施方案包括在结构的用于连接至生物组织或移植材料的部位处的增强。

对三维(3D)水凝胶结构没有特别限制，并且可以是，例如，由一种或更多种不同聚合单体制成的复合结构。可用于本发明的水凝胶材料及其制备方法是本领域普通技术人员已知的。例如，可以使用Calóet al.,European Polymer Journal Volume 65,April 2015,Pages 252-267中描述的水凝胶。在一些实施方案中，水凝胶结构包含聚合的(甲基)丙烯酸酯和/或(甲基)丙烯酰胺水凝胶。在一些实施方案中，该结构包含聚合物，该聚合物包含聚合的聚(乙二醇)二(甲基)丙烯酸酯、聚合的聚(乙二醇)二(甲基)丙烯酰胺、聚合的聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯/(甲基丙烯酰胺)、聚(乙二醇)-嵌段-聚(ε-己内酯)、聚己内酯、聚乙烯醇、明胶、甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸盐、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乙烯醇、聚酸酐(例如聚(甲基丙烯酸)酸酐、聚(丙烯酸)酸酐、聚癸二酸酐)、胶原、聚(透明质酸)、含透明质酸的聚合物和共聚物、多肽、葡聚糖、硫酸葡聚糖、壳聚糖、几丁质、琼脂糖凝胶、纤维蛋白凝胶、大豆来源的水凝胶、藻酸盐基水凝胶、聚(海藻酸钠)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰次膦酸锂(LAP)及其组合。在一些实施方案中，水凝胶聚合物的M_w为约400Da、500Da、600Da、700Da、800Da、900Da、1000Da、1100Da、1200Da、1300Da、1400Da、1500Da、1600Da、1700Da、1800Da、1900Da、2000Da、2100Da、2200Da、2300Da、2400Da、2500Da、2600Da、2700Da、2800Da、2900Da、3000Da、3100Da、3200Da、3300Da、3400Da、3500Da、3600Da、3700Da、3800Da、3900Da、4000Da、4100Da、4200Da、4300Da、4400Da、4500Da、4600Da、4700Da、4800Da、4900Da、5000Da、5100Da、5200Da、5300Da、5400Da、5500Da、5600Da、5700Da、5800Da、5900Da、6000Da、6100Da、6200Da、6300Da、6400Da、6500Da、7000Da、7500Da、8000Da、8500Da、9000Da、9500Da、10000Da、15000Da或20000Da。

在一些实施方案中，水凝胶包含交联聚合物。在一些实施方案中，基于聚合物中交联部分的百分比，聚合物为约0％至约10％、约10％至约20％、约20％至约30％、约30％至约40％、约40％至约50％、约50％至约60％、约60％至约70％、约70％至约80％、约80％至约90％、或约90％至约100％交联的。交联部分可以包括，例如，(甲基)丙烯酸酯基团。

对可固化生物墨水没有特别限制。在一些实施方案中，生物墨水在组成上与三维(3D)水凝胶结构中使用的单体相同或相似。在一些实施方案中，可固化生物墨水是可光固化墨水，例如，可以在UV光谱范围100-400nm中光固化的墨水。可能的墨水包括在100-400nm范围内反应并吸收光的光引发剂和/或染料。光引发剂可以包括，例如，二苯甲酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(BAPO)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮、2-羟基-4’-(2-羟基乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2,2’-偶氮二[2-甲基-n-(2-羟乙基)丙酰胺]、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)次膦酸锂(LAP)和(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基次膦酸乙酯。

在某些实施方案中，水凝胶包含3D打印物体。技术人员将理解本领域已知的打印方法，并且非限制性实例包括选择性激光烧结(SLS)方法、熔融沉积成型(FDM)方法、3D喷墨打印方法、数字光处理(DLP)法和立体光刻法。在熔融沉积成型(FDM)方法中，墨水由挤出头沉积，该挤出头遵循CAD文件限定的工具路径。这些材料以20μm厚的多层沉积，并且该部件是从下往上构建，一次一层。一些基于熔融沉积成型方法的3D打印机配备有双打印喷嘴头，可以挤出两种不同的材料，一种是构建材料，另一种是支撑(例如支柱)材料。支撑材料可以用水洗涤。

3D喷墨打印在速度、低成本、高分辨率和易用性方面进行了有效优化，使其适合在工程设计的概念阶段到早期功能测试阶段进行可视化。通过喷射，随后使用UV/Vis光由墨水组合物产生喷墨打印方法中的复杂3D制品。喷墨打印过程中的可光固化墨水可以通过构建平台上的多个喷嘴喷射出由CAD文件限定的图案。

3D打印技术中的高效技术是数字光处理(DLP)方法或立体光刻(SLA)。在使用DLP或SLA方法的3D打印机中，将墨水材料层叠在桶上或铺在纸张上，并将墨水的预定区域或表面暴露于由数字微镜装置或旋转镜控制的紫外-可见(UV/Vis)光下。在DLP方法中，重复或连续铺设另外的层，并固化每一层，直至形成期望的3D制品。SLA方法与DLP方法的不同之处在于，墨水通过辐射束线固化。3D打印的其他方法可见于3DPrinting Techniques andProcesses by Michael Degnan,Dec 2017,Cavendish Square Publishing,LLC，其公开内容通过引用并入本文。

本公开的组合物可以与试剂盒一起包装或连同说明书或包装插页一起被包括在试剂盒中。考虑到组合物的保质期，此类说明书或包装插页可以阐述建议的储存条件，例如时间、温度和光线。此类试剂盒还可以包括医疗植入到患者体内以及对患者进行后续护理的说明书。此类说明书或包装插页还可以阐述组合物的特定优点，例如可能需要在现场、受控医院、诊所或办公室条件之外使用的制剂的易储存性。在一方面，说明书可以包括给组合物的施用人员、制造者或接受者的视觉辅助/图画和/或书面指示。

在一方面，试剂盒可以包含一种或更多种本文公开的组合物，其中可以将该组合物密封在第一保护性包装、或第二保护性包装、或第三保护性包装内，其保护产品的物理完整性。第一保护性包装、第二保护性包装或第三保护性包装中的一个或更多个可以包含箔袋。该试剂盒可以进一步包含该装置的使用说明。在一方面，该试剂盒含有两个或更多个装置。

治疗缺血性疾病的方法

在一方面，提供了治疗有需要的受试者的缺血性疾病的方法，该方法包括植入由本文中任何实施方案的方法产生的增强结构，包括使浸入未固化的可光固化生物墨水中的网状物与该结构接触，并且照射浸入未固化的可光固化生物墨水中的网状物，从而将其粘附至3D水凝胶结构

迂曲或扭结的动脉和静脉在人和动物中很常见。虽然轻度迂曲是无症状的，但重度迂曲可以导致远端器官缺血发作。临床观察发现，迂曲动脉和静脉与衰老、动脉粥样硬化、高血压、遗传缺陷和糖尿病有关。Han et al.,J.Vasc.Res.2012May；49(3):185–197。将本公开的增强管植入具有扭结潜力或开始扭结的血管中可以治疗和/或预防缺血性病症的发生或进展。

缺血性疾病可以包含脑缺血性病症或全身缺血性病症。在一种实施方案中，脑缺血性病症或全身缺血性病症选自微血管病、产时脑缺血、心脏骤停或复苏期间/之后的脑缺血、由于术中问题导致的脑缺血、颈动脉手术期间的脑缺血、脑供血动脉狭窄引起的慢性脑缺血、窦血栓或脑静脉血栓、脑血管畸形、糖尿病视网膜病变、高血压、高胆固醇、心肌梗塞、心功能不全、心力衰竭、充血性心力衰竭、心肌炎、心包炎、心包膜炎、冠心病、心绞痛、先天性心脏病、休克、四肢缺血、肾动脉狭窄、糖尿病性视网膜病变、疟疾相关血栓形成、人工心脏瓣膜、贫血、脾功能亢进综合征、肺气肿、肺纤维化、勃起功能障碍或肺水肿。

例如，本公开的方法可以显示如通过医学上认可的量表所测量的脑缺血性病症或全身缺血性病症的一种或更多种特征的改善。该改善可以是，例如，约5％、约10％、约15％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％、约45％、约50％、约55％、约60％、约65％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％、约95％或约100％。

用于测量改善的医学上认可的量表或技术包括，例如，胆固醇测试、高敏C-反应蛋白测试、脂蛋白(a)、血浆神经酰胺、利钠肽、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯、心电图(EKG)、Holter监测仪、应力测试、超声心动图、正电子发射断层扫描(PET)、铊扫描、心肌灌注扫描、植入式循环记录仪、倾斜台测试、电生理学研究、冠状动脉造影、磁共振成像、磁共振血管造影、心脏CT扫描和事件记录仪。

手术植入合成血管或组织工程血管移植物(包括本文公开的增强管)的方法在本实施例中公开并且是本领域普通技术人员已知的。Koobatian et al.,J Vis Exp.2015；(98):52354。本领域已知的手术植入TEVG的方法可以由本领域普通技术人员修改，如本文所公开的，即，在将TEVG缝合至原生血管或组织之前，如本文所述增强所述血管。

在一些实施方案中，受试者是人或动物。在一些实施方案中，受试者选自人、马、犬、猫、牛、猪、鸟类或爬行动物。

本文描述的实施方案通过以下工作实施例进一步说明，但决不限于此。

实施例

实施例1：使用网状物制作增强胸膜的方法

本条目的目的是记录在我们的支架中的胸膜上应用网状物的效果。通风实验显示了该过程的有效性。为了尝试这种网状物，申请人使用图25的打印品中的一个，其在通气测试期间在胸膜中泄漏。然后，将VKML 90/10 PLGA应用在支架周围，并用602N覆盖网状物。602N管含有以下组分，如表1所示

表1

602N组分

组分	Wt(％)
		PEGDA-6k	3-10
LAP	0-5
		UV386a	0.01-0.1
HBA	5-15
		水	80-95

*图例：丙烯酸羟丙酯(HPA)、苯基2,4,6-三甲基苯甲酰次膦酸锂(LAP)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、丙烯酸羟基4-丁酯(HBA)

使用385波长的手持式UV光照射打印品的每个部分1分钟，直至其在表面上聚合。然后，将覆盖的部件放入缓冲液中一小时，然后将其组装到生物反应器中并连接至呼吸机。

实施例2：猪用6cm长度的管-网状物端的制备

本实验建立了将增强网状物贴附至水凝胶管并使用光固化的程序。进行的步骤如下所示：

1.修剪管

2.用kimwipe擦拭端部，以便良好施加。这可以去除多余缓冲液并防止新制剂和原始物体之间形成屏障层。

3.将端部浸入制剂中或用球形吸管滴加。

4.施加织物的端部并用手电筒固定在适当的位置。

5.缠绕起来，继续浸泡并固化直至固定。

6.将UV源安装在环形支架上。

7.管非常靠近光源，灯悬挂在环形支架上。

8.在网状物的端部的一小块区域上固定。根据需要缓慢旋转添加制剂。

9.当管的整个圆周都被网状物覆盖时，用手术剪刀修剪多余的部分。

10.继续用602N制剂滴涂移植物并旋转固化。它有助于将管置于塑料杆上，使得手指不暴露在UV光下。偶尔用镊子将网状物夹到管的表面，以确保紧密结合。

11.通过在与网状物的接口处弯曲管来检查粘附间隙。如果未观察到任何情况，并且轻微拉动未使网状物移动，则将管放入PBS浴中以冲洗掉任何未固化的材料。

实施例3：缝合线拉力测定

方法：制备三个短管，用于在Instron装置(图6)上测试缝合线拉出值。修剪掉的管部分在一端以与实施例2中描述的6cm管相同的方式施加网状物。本实验将无网状物的管与增强的网状物管进行比较。全部均来自相同的10cm长批次。

用墨水标记3mm咬口，然后将针穿过该目标标记，并使用细镊子将线拉过。缝合线固定至装置的顶部夹具。

结果：所有增强管将网状区域从管体上撕下来。未观察到缝合线拉过网状物本身的情况。非增强管可以很容易地通过缝合线切开，导致拉出所需的力减少约8-10X(图8)。

实施例4：水凝胶缝合无渗漏

本实验的目的是将增强水凝胶管缝合到PTFE移植管上，并将流体注入连接的管中，并证明不存在泄漏。

方法：如实施例2中所述制备增强管。将PTFE移植管的端部和管的网状物增强端缝合在一起，如图5A所示。

结果：如图9所示，通过移植物注入含有红色墨水的水。未观察到泄漏。水凝胶管的端部被堵塞并且在界面处未观察到泄漏。

实施例5：用于猪(porcine，pig)的嵌入式移植缝合锚钉

本实验的目的是为猪模型的实施构建功能更强的血管移植物。目标是开发602N血管移植增强材料，使打印部件适合在动物模型中缝合。

根据外科医生对血管移植管的反馈，将602N管连接至原生血管时仍然存在问题。先前，将硬塑料倒钩连接物连接至移植物的端部(使用氰基丙烯酸酯)，并将荷包缝合线(图4A)系在原生血管上以将其收紧在连接物周围(图4B)。氰基丙烯酸酯使水凝胶管变硬，并使端部变脆/不适合长期使用，此外，在兔模型中观察到连接物内形成凝块。开发更强大的接口是必要的。

通过将手术网状物锚嵌入水凝胶内，申请人完全消除了对连接物的需要并且实现移植物直接缝合至原生血管。

材料和方法：手电筒：Sunlite 365nm UV手电筒(在玻璃中心测量功率为20mW/cm²)使用的墨水：602N。首先，通过在培养皿中固化50um的602N来测试365nm UV手电筒。将手电筒保持在距离液滴约5cm处并打开约10秒(图24A显示未固化的602N墨水并且图24B显示固化的墨水)。

使用12层医用纱布构建第一测试样品。切割纱布条(1×5cm)并缠绕在602N移植物(5mm ID 1.5壁厚)的端部。使用球形吸管将～1mL的未固化的墨水分配到纱布顶部，并用UV手电筒固化约30秒。

结果：12层纱布锚固测试的初步结果非常积极。在固化墨水之前，松动的线导致纱布锚在某些区域聚集/磨损。尽管外观凌乱，但纱布能够将缝合线的应力分散到整个表面，并使移植物成功地固定缝合线而不撕裂。支撑区域能够被缝合针刺穿，并且在中等张力下没有撕裂或断裂的迹象。

用1层12层纱布(每端2cm部分)构建初始增强移植物。经测试，闭环缝合效果良好，在移植物中未观察到断裂/裂纹。增强纱布移植物能够承受张力而不撕裂或断裂。使用Vicryl手术网状物以相同的技术制作另外的增强移植物，并将其发送给手术团队进行评价和反馈。使用约2mL墨水在1mm厚的层中将支撑物固化成结构，墨水每侧固化约40秒。

通过打印Formlab Elastic v1 Resin打印的锚钉并使用602N和UV手电筒将其固定至端部来测试其他支撑。锚钉旨在替换塑料连接物并实现荷包缝合连接。网/网状物端部旨在用于在墨水固化后将锚钉固定到移植物上，并且设计有凹槽带以固定荷包缝合线并承受压力。实施后的结果好坏参半，锯状边缘(图4D)导致移植物切穿新固化的墨水并从移植物上撕下(图4F)。

实施例6：泵送实验

关于图15的装置的组装，将来自Cole Parmer,Barrington,IL的Ismatec RegloICC与tygon管件、鲁尔锁一起使用。结果：泵送整晚且无泄漏后，压力增加直至失效点。发生破裂：每次冲程0.5mL/～80次冲程/分钟＝40mL/min未撕裂与安装接口分离的管鲁尔锁。最终尺寸：2mm OD，1.5ID。

实施例7：拉伸测试

从破裂测试安装装置中恢复的动脉的单个矩形部分以与先前的犬骨样品相同的速率被拉至失效。将所有数据转换成MPa，如图20A-C所示。

实施例8：缝合线拉出测试

方法：

a)使用图3A-3D所示的装置，在开始测试之前，选择待使用的夹具面并将它们压配合到夹具上。表面有5mm咬合距离的通道。

b)测试前，膜应在不含Ca、不含Mg的DPBS中于37℃下保存至少2小时。

c)从缓冲液中取出膜，用Kimwipe轻轻擦拭底部边缘。将膜的顶部边缘与夹具的顶部边缘对齐。

·确保基层位于底部，如膜上的凹口所示。

·确保膜接触砂纸表面以便抓握。

·拧紧把手，直至用手指拧紧。不要拧得过紧，因为膜将挤压到夹面安装座的顶部上方。

d)插入新缝合线，同时使针与缝合线通道底部接触。从出口侧抓住针并轻轻拉过，小心地将缝合线拉过膜。

e)对齐缝合线端部，将胶带固定在垂直于胶带边缘的胶带上，然后将胶带压在其中一个上夹具的表面上。将缝合边缘置于上夹面的中心。

f)拧紧夹具直至牢固闭合。

g)使用点动功能消除缝合线长度的大部分松弛部分。缝合线稍微弯曲。最终的松弛将使用该方法中的预负载功能来消除。

h)零位移且零负载

i)开始测试

实施例9：用增强管修复猪肺动脉

目的：为了评价人工肺动脉支持血流引起的生理压力的能力，需要动物模型。猪模型提供了与人肺系统大小相似的复制品，并因其在多项转化研究中的应用而闻名。

方法：

1.术前三十分钟使猪镇静，机内注射氯胺酮20mg/kg、乙酰丙嗪1.1mg/kg和阿托品0.04mg/kg。

2.将动物放置在手术台上。将ECG探头、直肠探头温度计和脉搏血氧计置于动物上，以监测整个手术过程中的心率、体温和饱和度。

3.通过静脉缓慢推注0.14mg/kg的丙泊酚来诱导麻醉。

4.开始以0.4mg/kg/min的剂量以1.4mL/min输注异丙酚，以维持整个手术的麻醉。将施用肌内注射美洛昔康(0.4mg/kg)用于镇痛。在整个手术过程中将监测麻醉深度(心率、眼睛反射、下颌张力)，并且如有需要，将增加异丙酚的剂量。

5.整个手术过程中将持续静脉输注Ringer溶液(50-60滴/min)。

6.将猪置于俯卧位，在杓状软骨上注射利多卡因(10mg/mL)喷雾。

7.利多卡因喷雾后五分钟，用6.5气管插管对猪进行插管，并立即使用Ohmeda7800呼吸机进行100％氧气通气(潮气量7mL/kg，呼吸频率25-28次/min)。

8.将猪置于右侧位，为开胸手术做准备。

9.第二次肌内注射美洛昔康(0.2mg/kg)，并在开口处皮下注射布比卡因1mg/kg。

10.将穿过右侧第二肋间隙切开约15cm的切口。

11.将进行解剖以暴露肺动脉。将特别注意避开迷走神经。

12.用镊子将腔静脉移开，以留出足够的空间来植入人造血管。

13.将夹闭肺动脉以阻止血液通过。将在肺动脉上进行不完整切口以引入人造血管连接物。

14.样品移植物将通过切口插入肺动脉并用缝合线收紧到适当的位置。将从动脉上移除夹具，以使血流通过人造肺动脉。

Claims (72)

1.一种增强三维(3D)水凝胶结构的方法，其包括使浸入未固化的可光固化生物墨水中的网状物与所述结构接触，并且照射浸入未固化的可光固化生物墨水中的所述网状物，从而将其粘附至所述3D水凝胶结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述结构包含管的形状，或是与器官或器官片段基本上相同的形状、大小，和/或具有相同的相对尺寸。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述器官或器官片段包含血管、气管、支气管、食道、输尿管、肾小管、胆管、肾管、胆管、肝管、神经导管、CSF分流管、肺、肾脏、心脏、肝脏、脾脏、脑、胆囊、胃、胰腺、膀胱、淋巴管、骨骼、软骨、皮肤、肠、肌肉、喉或咽。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述血管包含肺动脉、肾动脉、冠状动脉、外周动脉、肺静脉或肾静脉。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述结构包含血液透析移植物。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述结构包含中空管，所述中空管包含第一端和第二端。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法，其中所述结构包含第一子管和第二子管，各自具有第一端，其中所述结构包含在它们的第一端处彼此连接以形成所述管的接头的所述第一子管和第二子管，并且其中所述网状物接触所述接头。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述网状物接触所述管的第一端和/或第二端。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其中所述管的第一端和第二端之间的距离限定管长度，并且其中所述网状物接触所述管的子长度，所述子长度由从所述第一端和/或第二端至所述管上的点的距离限定，其是远离与所述网状物接触的所述第一端和/或第二端的所述管长度的X％，其中X选自约0.01％至约0.1％、约0.1％至约1％、约1％至约5％、约5％至约10％、约10％至约20％、约20％至约30％、约30％至约40％、或约40％至约50％。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述子长度包含约1mm至约2.5mm、约2.5mm至约5mm、约5mm至约7.5mm、约7.5mm至约1cm、或约1cm至约2.5cm。

11.根据任何权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述网状物基本上是扁平的并且包含0.1μm至约2mm的厚度。

12.根据权利要求9-11中任一项所述方法，其中所述网状物在所述管的内表面和/或外表面上螺旋围绕所述管的子长度或环绕所述管。

13.根据权利要求2-12中任一项所述的方法，其中所述接触包括所述网状物接触所述管的内表面和/或外表面。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述网状物接触所述管的内表面和外表面。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述网状物围绕所述管的第一端和/或第二端处的管边缘从所述管的内表面缠绕至所述管的外表面。

16.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述结构基本上是肺叶、肺、肺的气道树、肺脉管系统或其组合的形状。

17.根据权利要求16所述的方法，其中增强包括保持气流穿过所述结构。

18.根据权利要求1-17中任一项所述的方法，其中增强位于所述结构的待缝合、破裂、撕裂、弱化、经受机械应力、变薄、感染或患病的部位处。

19.根据权利要求2-15中任一项所述的方法，其中增强包括所述管的抗扭结性和/或防塌陷性。

20.根据权利要求1-19中任一项所述的方法，其中所述增强位于所述结构的缝合部位处并且使所述结构的缝合线拉出力增加约2.5倍至约5倍、约5倍至约7.5倍、约7.5倍至约10倍、约10倍至约15倍，或大于约15倍。

21.根据权利要求1-20中任一项所述的方法，其中在所述结构的用于连接至生物组织或移植材料的部位处进行增强。

22.根据权利要求1-21中任一项所述的方法，其中所述接触和照射步骤重复多于一次以形成两层或更多层网状物。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述两层或更多层是堆叠的并且任选地是交错的。

24.根据权利要求1-23中任一项所述的方法，其中所述网状物或一层或更多层网状物各自独立地包含聚乳酸聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、单丝丙烯(SoftMesh、Parietex-TET、TIGR或Marlex)、Dacron、Teflon、聚四氟乙烯、聚己内酯(PCL)、PGA/PCL混合物、PGA/PLA/PCL混合物或其组合。

25.根据权利要求1-24中任一项所述的方法，其中所述网状物或一层或更多层网状物各自独立地包含针织网状物、机织网状物、斜纹织物、缎纹织物、纱罗织物、有缝合的非交织机织物、无缝合的非交织机织物、三轴机织物、松散织物、紧密织物、四轴机织物、二维传统双轴编织物、三轴编织物、二维纬编针织物、经编针织物、螺旋针织物、二维经编镶嵌纬编针织物、2D纬编镶嵌纬编针织物、2D经编镶嵌经编针织物、2D纬编镶嵌经编针织物、2D纬编镶嵌螺旋针织毡、粘合非织造网状物、编织管状织物、薄膜、二维纬编镶嵌0°/90°针织物、经编镶嵌0°/90°针织物、经编镶嵌±45°针织物、穿孔薄膜、编织扁平织物、机械针刺2D非织造织物、水刺2D非织造织物、针织毛圈面2D非织造织物、针织毛圈反面2D非织造织物、Velcro、蕾丝、单向非交织织物、双轴非交织织物、多轴非交织织物、单向多针2D编织物、双向多针2D编织物、四向多针2D编织物、3D全交织圆形机织预制件结构、3D正交机织物或其组合。

26.根据权利要求1-25中任一项所述的方法，其中所述结构包含聚合的(甲基)丙烯酸酯和/或(甲基)丙烯酰胺水凝胶。

27.根据权利要求1-26中任一项所述的方法，其中所述结构包含聚合物，所述聚合物包含聚合的聚(乙二醇)二(甲基)丙烯酸酯、聚合的聚(乙二醇)二(甲基)丙烯酰胺、聚合的聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯/(甲基丙烯酰胺)、聚(乙二醇)-嵌段-聚(ε-己内酯)、聚己内酯、聚乙烯醇、明胶、甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸盐、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乙烯醇、聚酸酐例如聚(甲基丙烯酸)酸酐、聚(丙烯酸)酸酐、聚癸二酸酐、胶原、聚(透明质酸)、含透明质酸的聚合物和共聚物、多肽、葡聚糖、硫酸葡聚糖、壳聚糖、几丁质、琼脂糖凝胶、纤维蛋白凝胶、大豆来源的水凝胶、藻酸盐基水凝胶、聚(海藻酸钠)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰次膦酸锂(LAP)及其组合。

28.根据权利要求1-27中任一项所述的方法，其中所述可光固化墨水包含在约100nm至约400nm的波长下反应和/或吸收光的光引发剂和/或染料。

29.根据权利要求1-28中任一项所述的方法，其中所述可光固化墨水和/或所述网状物进一步包含选自肽、抗凝剂、核酸、小分子、生物制剂或免疫抑制剂的活性剂。

30.根据权利要求29所述的方法，其中所述肽包含精氨酰甘氨酰天冬氨酸(RGD)、胶原蛋白I、胶原蛋白II、胶原蛋白III、胶原蛋白IV、胶原蛋白IX、弹性蛋白、层粘连蛋白、纤连蛋白、其任何片段或其组合。

31.根据权利要求29所述的方法，其中所述免疫抑制剂包含泼尼松、抗CD34抗体、肝素、FGF-2、纤连蛋白、VEGF、因子XI、他克莫司(Prograf)、环孢素(Neoral)、吗替麦考酚酯(CellCept)、Imuran(硫唑嘌呤)、Rapamune(雷帕霉素和西罗莫司)或其组合。

32.根据权利要求29所述的方法，其中所述抗凝剂包含氧化再生纤维素(ORC)、抗CD34抗体、肝素、FGF-2、纤连蛋白、VEGF、因子XI或其组合。

33.根据权利要求1-32中任一项所述的方法，其中所述照射持续约1s至约10s、约10s至约30s、约30s至约1min、约1min至约3min、约3min至约6min、约6min至约12min、约12min至约30min、或约大于30min。

34.根据权利要求1-33中任一项所述的方法，其中接触包括打印所述结构和网状物以彼此接触。

35.根据权利要求1-34中任一项所述的方法，其中增强包括向所述结构施加1,000mmHg或更大的破裂压力和/或向所述结构施加1.5N或更大的缝合线保持强度。

36.一种治疗有需要的受试者的缺血性疾病的方法，所述方法包括将由权利要求1-35中任一项所述的方法产生的增强结构植入所述受试者中。

37.一种组合物，其包含三维(3D)水凝胶结构和包含浸入可光固化墨水或经光固化墨水中的网状物的层，其中所述包含浸入可光固化墨水或经光固化墨水中的网状物的层与所述结构接触。

38.根据权利要求37所述的组合物，其中所述墨水是可光固化的但不是经光固化的。

39.根据权利要求37所述的组合物，其中所述墨水是经光固化的。

40.根据权利要求37-39中任一项所述的组合物，其中所述结构包括管的形状，或是与器官或器官片段基本上相同的形状、大小和/或具有相同的相对尺寸。

41.根据权利要求40所述的组合物，其中所述器官包含血管、气管、支气管、食道、输尿管、肾小管、胆管、肾管、胆管、肝管、神经导管、CSF分流管、肺、肾脏、心脏、肝脏、脾脏、脑、胆囊、胃、胰腺、膀胱、骨骼、软骨、皮肤、肠、肌肉、喉或咽。

42.根据权利要求41所述的组合物，其中所述血管包含肺动脉、肾动脉、冠状动脉、外周动脉、肺静脉或肾静脉。

43.根据权利要求37-42中任一项所述的组合物，其中所述结构包含血液透析移植物。

44.根据权利要求40-43中任一项所述的组合物，其中所述结构包含中空管，所述中空管包含第一端和第二端。

45.根据权利要求40-44中任一项所述的组合物，其中所述结构包括第一子管和第二子管，各自具有第一端，其中所述结构包含在它们的第一端处彼此连接以形成所述结构的接头的第一子管和第二子管，并且其中所述网状物接触所述接头。

46.根据权利要求44或45所述的组合物，其中所述网状物接触所述管的第一端和/或第二端。

47.根据权利要求44-46中任一项所述的组合物，其中所述管的第一端和第二端之间的距离限定管长度，并且其中所述网状物接触所述管的子长度，所述子长度由从所述第一端和/或第二端至所述管上的点的距离限定，其是远离与所述网状物接触的所述第一端和/或第二端的所述管长度的X％，其中X选自约0.01％至约0.1％、约0.1％至约1％、约1％至约5％、约5％至约10％、约10％至约20％、约20％至约30％、约30％至约40％、或约40％至约50％。

48.根据权利要求47所述的组合物，其中所述子长度包含约1mm至约2.5mm、约2.5mm至约5mm、约5mm至约7.5mm、约7.5mm至约1cm、或约1cm至约2.5cm。

49.根据权利要求37-48中任一项所述的组合物，其中所述网状物基本上是扁平的，并且包含约0.01μm至约0.1μm、约0.1μm至约10μm、约10μm至约100μm、约100μm至约1mm、约1mm至约1.5mm、约1.5mm至约2mm、约2mm至约2.5mm、或大于约2.5mm的厚度。

50.根据权利要求47-49中任一项所述的组合物，其中所述网状物在所述管的内表面和/或外表面上螺旋围绕所述管的子长度或环绕所述管。

51.根据权利要求40-49中任一项所述的组合物，其中所述网状物接触所述管的内表面和/或外表面。

52.根据权利要求51所述的组合物，其中所述网状物接触所述管的内表面和外表面。

53.根据权利要求52所述的组合物，其中所述网状物围绕所述管的第一端和/或第二端处的管边缘从所述管的内表面缠绕至所述管的外表面。

54.根据权利要求50或51所述的组合物，其中所述网状物接触所述管的内表面或外表面并围绕所述表面缠绕。

55.根据权利要求37-54中任一项所述的组合物，其中所述结构基本上是肺叶、肺、肺的气道树、肺脉管系统或其组合的形状。

56.根据权利要求37-55中任一项所述的组合物，其中所述网状物接触所述结构的用于缝合、破裂、撕裂、弱化、经受机械应力、变薄、感染或患病的部位。

57.根据权利要求37-56中任一项所述的组合物，其中所述结构和网状物包括比相同结构但缺少网状物的拉出力大约2.5倍至约5倍、约5倍至约7.5倍、约7.5倍至约10倍、约10倍至约15倍、或大于约15倍的拉出力。

58.根据权利要求37-57中任一项所述的组合物，其中所述网状物位于所述结构的用于连接至或被连接至生物组织或移植材料的部位处。

59.根据权利要求37-58中任一项所述的组合物，其中所述组合物进一步包含另外的一层或更多层，其包含浸入可光固化墨水或经光固化墨水中的网状物。

60.根据权利要求37-59中任一项所述的组合物，其中所述网状物或其一层或更多层包含聚乳酸聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、单丝丙烯(SoftMesh、Parietex-TET、TIGR或Marlex)、Dacron、Teflon、聚四氟乙烯、聚己内酯(PCL)、PGA/PCL混合物、PGA/PLA/PCL混合物或其组合。

61.根据权利要求37-60中任一项所述的组合物，其中所述网状物或其一层或更多层包含针织网状物、机织网状物、斜纹织物、缎纹织物、纱罗织物、有缝合的非交织机织物、无缝合的非交织机织物、三轴机织物、松散织物、紧密织物、四轴机织物、二维传统双轴编织物、三轴编织物、二维纬编针织物、经编针织物、螺旋针织物、二维经编镶嵌纬编针织物、2D纬编镶嵌纬编针织物、2D经编镶嵌经编针织物、2D纬编镶嵌经编针织物、2D纬编镶嵌螺旋针织毡、粘合非织造网状物、编织管状织物、薄膜、二维纬编镶嵌0°/90°针织物、经编镶嵌0°/90°针织物、经编镶嵌±45°针织物、穿孔薄膜、编织扁平织物、机械针刺2D非织造织物、水刺2D非织造织物、针织毛圈面2D非织造织物、针织毛圈反面2D非织造织物、Velcro、蕾丝、单向非交织织物、双轴非交织织物、多轴非交织织物、单向多针2D编织物、双向多针2D编织物、四向多针2D编织物、3D全交织圆形机织预制件结构、3D正交机织物或其组合。

62.根据权利要求37-61中任一项所述的组合物，其中所述结构包含聚合的(甲基)丙烯酸酯和/或(甲基)丙烯酰胺水凝胶。

63.根据权利要求37-62中任一项所述的组合物，其中所述结构包含聚合物，所述聚合物包含聚合的聚(乙二醇)二(甲基)丙烯酸酯、聚合的聚(乙二醇)二(甲基)丙烯酰胺、聚合的聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯/(甲基丙烯酰胺)、聚(乙二醇)-嵌段-聚(ε-己内酯)、聚己内酯、聚乙烯醇、明胶、甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸盐、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乙烯醇、聚酸酐例如聚(甲基丙烯酸)酸酐、聚(丙烯酸)酸酐、聚癸二酸酐、胶原、聚(透明质酸)、含透明质酸的聚合物和共聚物、多肽、葡聚糖、硫酸葡聚糖、壳聚糖、几丁质、琼脂糖凝胶、纤维蛋白凝胶、大豆来源的水凝胶、藻酸盐基水凝胶、聚(海藻酸钠)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰次膦酸锂(LAP)及其组合。

64.根据权利要求37-63中任一项所述的组合物，其中所述可光固化墨水包含与波长为约100nm至约400nm的光反应和/或吸收的光引发剂和/或染料。

65.根据权利要求37-64中任一项所述的组合物，其中所述可光固化墨水和/或所述网状物包含选自肽、抗凝剂、核酸、小分子、生物制剂或免疫抑制剂的活性剂。

66.根据权利要求65所述的组合物，其中所述肽包含精氨酰甘氨酰天冬氨酸(RGD)、胶原蛋白I、胶原蛋白II、胶原蛋白III、胶原蛋白IV、胶原蛋白IX、弹性蛋白、层粘连蛋白、纤连蛋白、其任何片段或其组合。

67.根据权利要求65所述的组合物，其中所述免疫抑制剂包含泼尼松、他克莫司(Prograf)、环孢素(Neoral)、吗替麦考酚酯(CellCept)、Imuran(硫唑嘌呤)、Rapamune(雷帕霉素，西罗莫司)或其组合。

68.根据权利要求65所述的组合物，其中所述抗凝剂包含氧化再生纤维素(ORC)。

69.根据权利要求37-68中任一项所述的组合物，其中所述结构和网状物包括1,000mmHg或更大的破裂压力和/或1.5N或更大的缝合线保持强度。

70.根据权利要求65所述的组合物，其中所述活性剂包含抗CD34抗体、肝素、FGF-2、纤连蛋白、VEGF、因子XI或其组合。

71.根据权利要求37-70中任一项所述的组合物，其包含一种或更多种类型的细胞。

72.根据权利要求71所述的组合物，其中所述细胞包含哺乳动物细胞、干细胞来源的细胞、血管细胞或肺气道细胞中的一种或更多种。