CN206138449U - 脑微血管模型 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种结合3D生物打印和静电纺丝复合技术制造的脑微血管模型，其包括3D生物打印的内皮细胞层、静电纺丝的可降解(聚乳酸)PLA基膜层、喷雾定植的周细胞层和3D生物打印的星形胶质细胞层。内皮细胞层位于血管模型的最内层，由生物材料和脑微血管内皮细胞构成；可降解PLA基膜层覆盖于内皮细胞层上，由静电纺丝的PLA纳米纤维层构成；周细胞层覆盖于可降解PLA基膜层上，星形胶质细胞层覆盖于周细胞层上。其有益效果是，本血管模型的主基层采用可降解的PLA基膜层，同时配以其它的含细胞的材料层，构成一个杂合生物制造技术制造的脑微血管模型。由于PLA基膜层是可以降解的，不产生排斥反应。含细胞因子的生物材料混合细胞悬液不仅有利于细胞定植，而且有利于细胞生长和分化。各细胞层使用生物相容性良好的生物材料混合并生物打印，保证细胞的活性、密度和功能。本实用新型可以为脑微血管发生和功能等的基础研究提供更加理想的模型。
Description
技术领域
本实用新型属于医学实验领域，尤其是涉及一种脑微血管模型。
背景技术
血脑屏障系统是困扰神经科学研究者的难题之一，因为其结构的特殊性使得人的大脑独立于身体其他体液循环之外而受到保护。血脑屏障的功能发挥主要依赖特殊的脑微血管，其可以阻止大多数有害物质的进入，保持脑组织内环境的稳定。
随着人们生活水平的提高，脑血管疾病也呈现增加趋势。血管的使用一般可以自体提供，但是非常受限；而人工血管的发展已经相对成熟，可以起到替代原始血管的灌流功能。但是，目前使用的这些人工血管也有弊端。因为这些人工血管都是由一些可降解或者不可降解的高聚物材料加工而成，那么这些材料相对于人体是绝对的异物，不是人体所含有的成分，会有排斥反应，因此，提供一种可以有效降解，并不会使得人体产生排斥反应脑微血管模型成为当前的研究重点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供脑微血管模型，能够解决上述问题中的至少一个。
根据本实用新型的一个方面，提供了脑微血管模型，其包括3D生物打印的内皮细胞层、静电纺丝的可降解PLA基膜层、喷雾定植的周细胞层和3D生物打印的星形胶质细胞层；
内皮细胞层位于血管模型的最内层，可降解PLA基膜层覆盖于内皮细胞层上，周细胞层覆盖于可降解PLA基膜层上，星形胶质细胞层覆盖于周细胞层上。
其有益效果是，本血管模型的主基层采用可降解的PLA基膜层，同时配以其它的含细胞的材料层，构成一个杂合生物制造技术制造的脑微血管模型。由于PLA基膜层是可以降解的，不产生排斥反应。含细胞因子的生物材料混合细胞悬液不仅有利于细胞定植，而且有利于细胞生长和分化。各细胞层使用生物相容性良好的生物材料混合并生物打印，保证细胞的活性、密度和功能。本实用新型可以为脑微血管发生和功能等的基础研究提供更加理想的模型。
在一些实施方式当中，内皮细胞层内混合有内皮细胞、海藻酸钠/明胶/纤维蛋白原水凝胶和血管内皮生长因子(VEGF)。其有益效果是，包含上述物质后，可以模拟真实脑微血管的内层结构。
在一些实施方式当中，内皮细胞层为3D生物打印机挤出并层层堆积成的管腔状结构。其有益效果是，层层堆积的管腔状结构，可以有效的保证脑微血管的强度和韧性。
在一些实施方式当中，内皮细胞层为具有良好硬度和弹性的水凝胶血管腔状结构。其有益效果是，具有一定硬度和弹性，使得脑微血管模型可以应用于不同的位置和角度。
在一些实施方式当中，可降解PLA基膜层为利用静电纺丝原理在内皮细胞层表面上纺的一层0.5mm厚的可降解PLA材料的纳米纤维层。其有益效果是，采用可降解PLA材料，可以减少排斥现象的产生。
在一些实施方式当中，周细胞层为通过喷雾器在可降解PLA基膜层表面喷的一层周细胞的悬液。其有益效果是，喷出来的周细胞悬液，可以保证周细胞均匀的分布于可降解PLA基膜层的表面，从而很好的模拟出脑微血管内皮细胞分布的效果。
在一些实施方式当中，星形胶质细胞层为通过3D生物打印技术在周细胞层上打印的一层含星形胶质细胞的水凝胶，星形胶质细胞的密度是内皮细胞的五分之一。其有益效果是，星型胶质细胞和周细胞更好地模拟出真实脑微血管上两者之间的连接和结构。水凝胶浓度和打印方法类似打印内皮细胞层。最终的产品即为含有脑微血管结构和多细胞种类的脑微血管模型。
附图说明
图1是本实用新型实施方式的脑微血管模型的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图1对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示，本实用新型的实施方式的脑微血管模型，其包括内皮细胞层1、可降解PLA基膜层2、周细胞层3和星形胶质细胞层4；内皮细胞层1位于血管模型的最内层，可降解PLA基膜层2覆盖于内皮细胞层1上，周细胞层3覆盖于可降解PLA基膜层2上，星形胶质细胞层4覆盖于周细胞层3上。
其有益效果是，本血管模型的主基层采用可降解的PLA基膜层2，同时配以其它的含细胞的材料层，构成一个杂合生物制造技术制造的脑微血管模型。由于PLA基膜层是可以降解的，不产生排斥反应。含细胞因子的生物材料混合细胞悬液不仅有利于细胞定植，而且有利于细胞生长和分化。各细胞层使用生物相容性良好的生物材料混合并生物打印，保证细胞的活性、密度和功能。本实用新型可以为脑微血管发生和功能等的基础研究提供更加理想的模型。
其中，内皮细胞层1内混合有内皮细胞、海藻酸钠/明胶/纤维蛋白原水凝胶和血管内皮生长因子VEGF。包含上述物质后，可以模拟真实脑微血管的内层结构。其中，内皮细胞层1为3D生物打印机挤出并层层堆积成的管腔状结构。层层堆积的管腔状结构，可以有效的保证脑微血管的强度和韧性。
本实用新型当中的内皮细胞层1为具有硬度和弹性的水凝胶血管腔状结构。具有一定硬度和弹性，使得脑微血管模型可以应用于不同的位置和角度。可降解PLA基膜层2为利用静电纺丝原理在内皮细胞层1表面上纺的一层0.5mm厚的可降解PLA材料。采用可降解PLA材料，可以减少排斥现象的产生。
本专利当中，周细胞层3为通过喷雾器在可降解PLA基膜层2表面喷的一层周细胞的悬液。喷出来的周细胞悬液，可以保证周细胞均匀的分布于可降解PLA基膜层2的表面，从而很好的模拟出脑微血管的效果。
同时，星形胶质细胞层4为通过3D生物打印技术在周细胞层3上打印的一层含星形胶质细胞的水凝胶。星形胶质细胞的密度是内皮细胞的五分之一。水凝胶浓度和打印方法类似打印内皮细胞层1。最终的产品即为含有脑微血管结构和多细胞种类的脑微血管模型。
以上的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.脑微血管模型，其特征在于，包括3D生物打印的内皮细胞层(1)、静电纺丝的可降解PLA基膜层(2)、喷雾定植的周细胞层(3)和3D生物打印的星形胶质细胞层(4)；
所述内皮细胞层(1)位于血管模型的最内层，所述可降解PLA基膜层(2)覆盖于所述内皮细胞层(1)上，所述周细胞层(3)覆盖于所述可降解PLA基膜层(2)上，所述星形胶质细胞层(4)覆盖于所述周细胞层(3)上。
2.根据权利要求1所述的脑微血管模型，其特征在于，所述内皮细胞层(1)内混合有脑微血管内皮细胞、海藻酸钠/明胶/纤维蛋白原水凝胶和血管内皮生长因子(VEGF)。
3.根据权利要求1所述的脑微血管模型，其特征在于，所述内皮细胞层(1)为3D生物打印机挤出并层层堆积成的管腔状结构。
4.根据权利要求2所述的脑微血管模型，其特征在于，所述内皮细胞层(1)为具有良好硬度和弹性的水凝胶血管腔状结构。
5.根据权利要求1所述的脑微血管模型，其特征在于，所述可降解PLA基膜层(2)为利用静电纺丝原理在所述内皮细胞层(1)表面上纺的一层0.5mm厚的可降解PLA材料的纳米纤维层。
6.根据权利要求1所述的脑微血管模型，其特征在于，所述周细胞层(3)为通过喷雾器在所述可降解PLA基膜层(2)表面喷的一层周细胞的悬液。
7.根据权利要求1所述的脑微血管模型，其特征在于，所述周细胞层的周细胞混合与纤维蛋白原溶液中，喷雾完成后再喷雾凝血酶交联，使细胞均匀定植与PLA基膜层(2)表面。
8.根据权利要求1所述的脑微血管模型，其特征在于，所述星形胶质细胞层(4)为通过3D生物打印技术在所述周细胞层(3)上打印的一层含星形胶质细胞的水凝胶，所述水凝胶材料与内皮细胞层(1)一致。
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| CN201620833466.4U Expired - Fee Related CN206138449U (zh) | 2016-08-03 | 2016-08-03 | 脑微血管模型 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109097268A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-12-28 | 暨南大学 | 一种喷雾装置及采用该装置进行细胞喷雾打印接种的方法 |
| CN109701083A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-05-03 | 上海交通大学医学院附属第九人民医院 | 一种利用生物三维打印和静电纺丝技术制备人工肌腱方法 |
| CN110124109A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-16 | 华东数字医学工程研究院 | 人工血管支架及其制备方法和应用 |
| CN114807016A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-07-29 | 深圳大学 | 血脑屏障体外模型及其制备方法 |
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