專利名稱：一種可在體外構建三維人體組織的細胞打印系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生物技術領域，具體涉及一種可在體外構建三維人體組織的細胞打印系統(tǒng)。
背景技術：
細胞打印(Cell Bioprinting)是一種在體外構造三維多細胞體系的先進技術， 可以解決傳統(tǒng)組織工程難以解決的問題，在生物醫(yī)學基礎和應用研究中有著廣泛的發(fā)展前景。細胞打印過程中，細胞與細胞培養(yǎng)液或與細胞相容的生物材料如水凝膠前驅體同時置于打印機的噴頭中，由計算機控制含細胞液滴的沉積位置，在指定的位置逐點打印，在打印完一層的基礎上繼續(xù)打印另一層，層層疊加形成三維多細胞/凝膠體系。目前用于細胞打印的技術主要有噴墨細胞打印技術、電噴射細胞打印技術和激光細胞打印技術。噴墨細胞打印技術是利用電加熱元件產(chǎn)生的瞬間高溫噴射含細胞的液滴，或是利用壓電陶瓷材料的伸縮變形噴射液滴。電噴射細胞打印技術是利用高壓電場產(chǎn)生的電場力沉積液滴。激光細胞打印技術是利用激光對微量物質的光鑷效應和熱沖擊效應沉積含細胞的液滴。噴墨細胞打印技術的局限性在于，噴墨針管的直徑為30 60 μ m，與細胞的直徑相近，故在打印過程中容易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。激光細胞打印技術的局限性主要是效率較低，液滴的產(chǎn)生速率僅為 IO2滴/秒，不適于高通量地在體外構建人體的組織或器官。電噴射細胞打印后，細胞存活率較低，為70%左右，且液滴的噴射由高壓電場輔助完成的，高達幾千伏的電壓對操作人員來說是一種潛在威脅。

發(fā)明內容
為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種可在體外構建三維人體組織的細胞打印系統(tǒng)，能夠在體外快速構建人體組織或器官，細胞不易損傷，同時能夠精確控制液滴中細胞數(shù)，可以打印多種細胞，打印后的細胞存活率高，打印效率高，并且具有易于搭建、使用方便的優(yōu)點。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為—種可在體外構建三維人體組織的細胞打印系統(tǒng)，包括注射器1，注射器1的頂端與氮氣瓶3的氣體出口端連接，注射器1的細胞打印頭的開關與脈沖信號發(fā)生器2的信號輸出端連接，注射器1的下方配置有三維移動平臺4，液滴的接收由三維移動平臺4的移動完成，三維移動平臺4的控制信號輸入端和計算機5連接。所述的注射器1的細胞打印頭直徑大于細胞直徑，且細胞打印頭直徑能夠調整。本發(fā)明的工作原理為打印時，氮氣瓶3的氣體出口端與注射器1的頂端連接，氮氣流出時會使注射器1 內的液體處于一定的氣體壓強下，脈沖信號發(fā)生器信號2的信號輸出端與注射器的細胞打印頭的開關連接，脈沖信號發(fā)生器2控制注射器1的細胞打印頭的打開和關閉狀態(tài)，當細胞打印頭的開關處于打開時，注射器內的部分液體會在氮氣的擠壓下，形成液滴，液滴的接收由三維移動平臺4完成，計算機5用來控制三維移動平臺4的有序移動，通過改變注射器內細胞懸浮液的流變性能，可噴射液滴或線狀連續(xù)流體構造生物支架和生物薄膜，打印出多種類的組織或器官。本發(fā)明具有以下特點1)疏導細胞懸浮液的注射器1細胞打印頭直徑大于細胞直徑，且細胞打印頭直徑可調，故在打印過程中不易發(fā)生細胞堵塞現(xiàn)象，打印效率高，達到 IO4滴/秒；幻通過改變細胞懸浮液和水凝膠的流變性能，能夠噴射液滴或線狀連續(xù)流體構造生物支架和生物薄膜，打印出更多種類的組織或器官；；3)本發(fā)明既無電噴射技術中的高電壓，也無噴墨打印技術中的高溫，因而對細胞的損傷更小，細胞存活率高于90%，本發(fā)明還具有易于搭建，使用方便，適用于在體外構建人體組織或器官。


附圖為本發(fā)明的結構框圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做詳細描述。參照附圖，一種可在體外構建三維人體組織的細胞打印系統(tǒng)，包括注射器1，注射器1的頂端與氮氣瓶3的氣體出口端連接，當?shù)獨饬鞒鰰棺⑸淦?內的液體處于一定的壓強下，注射器1的細胞打印頭的開關與脈沖信號發(fā)生器2的信號輸出端連接，脈沖信號發(fā)生器2控制注射器1的細胞打印頭開關的打開和關閉，在細胞打印頭處于打開狀態(tài)時流出的氮氣會帶動注射器1噴射含細胞的液滴或連續(xù)流體，注射器1的下方配置有三維移動平臺4，液滴的接收由三維移動平臺4的移動完成，三維移動平臺4的控制信號輸入端和計算機5連接，計算機5控制三維移動平臺4的有序移動。所述的注射器1的細胞打印頭直徑大于細胞直徑，且細胞打印頭直徑能夠調整。本發(fā)明的工作原理為打印時，氮氣瓶3的氣體出口端與注射器1頂端連接，使注射器1內的液體處于一定的氣體壓強下，脈沖信號發(fā)生器2的信號輸出端與注射器1的細胞打印頭的開關連接，脈沖信號發(fā)生器2控制注射器細胞打印頭的打開和關閉狀態(tài)，當細胞打印頭的開關處于打開時，注射器內的部分哦液體會在氮氣的擠壓下，形成液滴，液滴的接收由三維移動平臺4完成，計算機5控制三維移動平臺4的有序移動，通過改變注射器1內細胞懸浮液的流變性能，可噴射液滴或線狀連續(xù)流體構造生物支架和生物薄膜，打印出多種類的組織或器官。附圖中1為注射器；2為脈沖信號發(fā)生器；3為氮氣瓶；4為三維移動平臺；5為計算機。
權利要求
1.一種可在體外構建三維人體組織的細胞打印系統(tǒng)，包括注射器(1)，其特征在于注射器(1)的頂端與氮氣瓶(3)的氣體出口端連接，注射器(1)的細胞打印頭的開關與脈沖信號發(fā)生器O)的信號輸出端連接，注射器(1)的下方配置有三維移動平臺G)，液滴的接收由三維移動平臺的移動完成，三維移動平臺(4)的控制信號輸入端和計算機(5)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種可在體外構建三維人體組織的細胞打印系統(tǒng)，其特征在于所述的注射器(1)的細胞打印頭直徑大于細胞直徑，且細胞打印頭直徑能夠調整。
全文摘要
一種可在體外構建三維人體組織的細胞打印系統(tǒng)，包括注射器，注射器的頂端與氮氣瓶的氣體出口端連接，注射器的細胞打印頭的開關與脈沖信號發(fā)生器的信號輸出端連接，注射器的下方配置有三維移動平臺，液滴的接收由三維移動平臺的移動完成，三維移動平臺的控制信號輸入端和計算機連接，打印時，脈沖信號發(fā)生器控制注射器的細胞打印頭的打開和關閉狀態(tài)，當細胞打印頭的開關處于打開時，注射器內的部分液體會在氮氣的擠壓下，形成液滴，液滴的接收由三維移動平臺完成，計算機用來控制三維移動平臺的有序移動，通過改變注射器內細胞懸浮液的流變性能，可打印出多種類的組織或器官，本發(fā)明具有易于搭建、使用方便的優(yōu)點。
文檔編號C12M3/00GK102174393SQ20101062342
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權日2010年12月31日
發(fā)明者盧天健, 周麗宏, 徐峰 申請人:西安交通大學