基于多通道噴頭系統(tǒng)的細胞三維組裝技術(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)之一是細胞三維受控組裝，這是將細胞和類細胞外基質(zhì)材料混合后視為快速成形技術(shù)中的材料，在計算機控制下，準確定位與輸運細胞材料復(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，必然需要細胞三維受控組裝技術(shù)能夠在空間上實現(xiàn)

2、多種細胞材料的精確定位組裝，因此，開發(fā)可以同時組裝多種細胞的組裝技術(shù)，是細胞組裝技術(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.適于做類細胞外基質(zhì)的天然高分子材料。根據(jù)細胞組裝工藝的多重特點選擇明膠、海藻酸鈉和纖維蛋白原作為類基質(zhì)外材料，并分別對其進行了可成形性實驗和細胞組裝工藝研究。實驗結(jié)果證明，本課題選擇的類基質(zhì)材料符合細胞三維受控組裝技術(shù)的工藝要求，而且還能為細胞提供依附點、

3、提高組裝結(jié)構(gòu)的整體強度和穩(wěn)定性。
　　 然后，本研究面向多細胞組裝的需求，在單噴頭細胞組裝系統(tǒng)基礎(chǔ)上，循序漸進的設(shè)計了多種多細胞噴頭方案，并對各種方案進行了詳細的介紹和分析，最終采用了雙通道噴頭結(jié)構(gòu)，并對其進行數(shù)學(xué)分析以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化。
　　 其次，本課題探討分析了細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)，在詳細分析比較的基礎(chǔ)上，設(shè)計出了一種適于細胞三維組裝的擠出動力供給方法。深入研究了單細胞組裝系統(tǒng)的