基于多通道噴頭系統(tǒng)的細(xì)胞三維組裝技術(shù)研究.pdf

1、生物制造是生命科學(xué)、材料科學(xué)、制造科學(xué)交叉融合的新興產(chǎn)物，它使得體外再造具有一定生理功能的類組織和器官前體成為可能。生物制造的核心技術(shù)之一是細(xì)胞三維受控組裝，這是將細(xì)胞和類細(xì)胞外基質(zhì)材料混合后視為快速成形技術(shù)中的材料，在計(jì)算機(jī)控制下，準(zhǔn)確定位與輸運(yùn)細(xì)胞材料復(fù)合物，制造出人工組織器官的技術(shù)。由于功能性組織和器官是多種細(xì)胞的有序三維排列，具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，因而要在體外構(gòu)建具有生物活性的組織器官，必然需要細(xì)胞三維受控組裝技術(shù)能夠在空間上實(shí)現(xiàn)

2、多種細(xì)胞材料的精確定位組裝，因此，開發(fā)可以同時(shí)組裝多種細(xì)胞的組裝技術(shù)，是細(xì)胞組裝技術(shù)面臨的關(guān)鍵問題。
　　 首先本文從仿生學(xué)的角度出發(fā)，深入研究了多種物理性能和生物化學(xué)特性均.適于做類細(xì)胞外基質(zhì)的天然高分子材料。根據(jù)細(xì)胞組裝工藝的多重特點(diǎn)選擇明膠、海藻酸鈉和纖維蛋白原作為類基質(zhì)外材料，并分別對其進(jìn)行了可成形性實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞組裝工藝研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，本課題選擇的類基質(zhì)材料符合細(xì)胞三維受控組裝技術(shù)的工藝要求，而且還能為細(xì)胞提供依附點(diǎn)、

3、提高組裝結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
　　 然后，本研究面向多細(xì)胞組裝的需求，在單噴頭細(xì)胞組裝系統(tǒng)基礎(chǔ)上，循序漸進(jìn)的設(shè)計(jì)了多種多細(xì)胞噴頭方案，并對各種方案進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和分析，最終采用了雙通道噴頭結(jié)構(gòu)，并對其進(jìn)行數(shù)學(xué)分析以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化。
　　 其次，本課題探討分析了細(xì)胞三維受控組裝技術(shù)和各類常用噴頭以及經(jīng)典的噴頭噴射技術(shù)，在詳細(xì)分析比較的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了一種適于細(xì)胞三維組裝的擠出動(dòng)力供給方法。深入研究了單細(xì)胞組裝系統(tǒng)的