CN105944141B - 一种移植用子宫颈仿生物及其制备方法 - Google Patents
一种移植用子宫颈仿生物及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种移植用子宫颈仿生物及其制备方法。所述移植用子宫颈仿生物,包括具有子宫颈结构的本体和装载于所述本体上的蛋白和/或药物,所述本体以及蛋白和/或药物形成具有仿子宫颈三维结构和生物活性的复合体。本发明首次提出并制造移植用子宫颈仿生物;并首次将3D制造技术用于子宫颈组织的制造;所制造的仿生子宫颈组织可弥补疾患带来的创伤,代替切除的原位组织,复原组织结构的完整性;所制造的仿生子宫颈组织可缓释多种功能性蛋白和/或药物,可用于防治子***疾病,诱导自身胶原生成,进一步修补子宫颈结构等;3D打印或3D制造子宫颈仿生物针对个体病患实施,并可大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种外科移植物,尤其是一种移植用子宫颈仿生物及其制备方法。
背景技术
子宫颈疾病是女性最常见的疾患之一,严重病变的子宫颈组织无法采用药物治疗或局部物理疗法恢复,需进行子***,***颈后会影响患者的正常生理生活,宫颈粘膜免疫力减弱,增加生殖道感染机会,严重情况导致***不育,早产、胎膜早破等。子宫颈病变及子***已经严重影响了女性身心健康。然而子宫颈组织的私密性、个体性使其不同于人体其他组织,无法实现人体-人体之间的临床移植,更无法采用动物器官进行代替。
三维打印(3DP)即快速成形技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来铸造物体的技术。常用于模具制造、工业设计等领域,现引入高分子生物材料后,逐渐被用于临床医学领域中制造生物组织体(如软骨、牙齿等)。
本发明旨在基于压力挤出原理的细胞3D打印设备和工艺,结合其他3D制造技术,体外构建移植用并可缓释功能性蛋白和药物的子宫颈仿生结构体。
发明内容
本发明提供一种移植用子宫颈仿生物及其制备方法。所述子宫颈仿生物具有(1)修补手术切除受损的子宫颈结构;(2)装载、缓释子***疫苗、抗病毒制剂和/或修复性胶原蛋白等药物;(3)具有多种结构,适于子宫颈切除不同阶段,满足个体病患移植要求,并可大规模生产。
本发明技术方案如下:
一种移植用子宫颈仿生物,包括具有子宫颈结构的本体和装载于所述本体上的蛋白和/或药物,所述本体以及蛋白和/或药物形成具有仿子宫颈三维结构和生物活性的复合体。
所述移植用子宫颈仿生物完全仿生人体真实组织,并与子宫颈可完全结合;用于修补手术切除受损的子宫颈。
所述具有子宫颈结构的本体,其顶部开口至底部中心开口处具有中空通道(如图1-A所示),所述本体内部为多孔结构(如图2所示)。
一般地,本发明所述具有子宫颈结构的本体可根据手术切除受损的子宫颈的结构进行针对性的设计;可设计成临床需求的各种规格。
本发明一种较佳的实施方式是:所述本体底部直径30±5mm,所述本体底部开口直径3-5mm;所述本体顶部至底部的高度有10mm(I型)、10-15mm(II型)、15-25mm(III型)。
所述具有子宫颈结构的本体,可由不降解生物材料制成或由可降解生物材料制成。可根据个体病患的情况具体实施。例如宫颈切除较大、不再生育的病例,可移植不降解子宫颈仿生物;宫颈切除较小,可移植可降解子宫颈仿生物,在移植后通过仿生宫颈中缓释的胶原蛋白的修复作用,实现宫颈修补再造的病例。可降解子宫颈仿生物的降解期限一般为3-36个月,例如3、6、12、24、36个月。
进一步地,所述具有子宫颈结构的本体,其制备材料为可移植、生物相容性高、柔韧、拉伸性好、可3D打印、可3D制造的生物材料(包括可降解生物材料和不降解生物材料);更进一步地,所述制备具有子宫颈结构的本体的生物材料与装载于所述本体上的蛋白和/或药物相容性好,可保持所述蛋白和/或药物活性并缓释药物。更进一步地,所述可降解生物材料包括透明质酸、胶原、纤维蛋白、壳聚糖、琼脂糖、海藻酸、明胶、基质胶、聚乳酸、聚己内酯、聚氨酯类材料及其衍生物等中的一种或几种。较佳地,所述可降解生物材料为明胶、海藻酸、壳聚糖、基质胶、聚氨酯类材料及其衍生物中的一种或几种;所述不降解生物材料包括液态硅胶类材料。
所述蛋白和/或药物包括但不限于多种功能性蛋白,如子***疫苗、抗病毒制剂、修复性胶原、激素等;优选为JB蛋白(广谱抗病毒)和/或人胶原蛋白,其中广谱抗病毒的JB蛋白的使用浓度为0.001mg/mL-10mg/mL,人胶原蛋白的使用浓度为0.001mg/mL-50mg/mL。
优选地,所述装载于所述本体上的蛋白和/或药物整体浸润或包埋于本体结构中,以缓释的方式排出。药物的装载浓度和装载量可针对病人实际病情需要进行调节。在不降解的移植用子宫颈仿生物中,所述蛋白和/或药物缓释至少为1年期限;在可降解的移植用子宫颈仿生物中,所述药物的最终缓释依照所述本体结构的降解期限,可为3-36个月,例如3、6、12、24、36个月。
本发明一种较佳的实施方式是:一种移植用子宫颈仿生物,包括具有子宫颈结构的本体和装载于所述本体上的药物,所述本体和药物形成具有仿子宫颈三维结构和生物活性的复合体;制备所述本体的生物材料为明胶、海藻酸、壳聚糖、基质胶、液态硅胶、聚氨酯类材料及其衍生物中的一种或几种;所述蛋白和/或药物包括但不限于多种功能性蛋白,如子***疫苗、抗病毒制剂、修复性胶原、激素等;优选为JB蛋白(广谱抗病毒)和/或人胶原蛋白,其中广谱抗病毒的JB蛋白的使用浓度为0.001mg/mL-10mg/mL,人胶原蛋白的使用浓度为0.001mg/mL-50mg/mL;进一步优选地,所述装载于所述本体上的蛋白和/或药物整体浸润或包埋于本体结构中,以缓释的方式排出。其中,在不降解的移植用子宫颈仿生物中,所述药物缓释至少为1年期限;在可降解的移植用子宫颈仿生物中,所述药物的缓释期限为3-12个月。
本发明还提供上述移植用子宫颈仿生物的制备方法,包括利用3D打印技术制备所述具有子宫颈结构的本体,将蛋白和/或药物装载于所述本体上,形成具有仿子宫颈三维结构和生物活性的复合体。
本发明还提供上述移植用子宫颈仿生物的另外一种制备方法,包括将所述本体材料与所述蛋白和/或药物混容后,利用3D打印技术制备成具有仿子宫颈三维结构和生物活性的复合体。
优选地,所述3D打印参数如下:
双喷头输送***,
最大成形空间:150mm×150mm×150mm,
最大运动速度:80mm/s,
定位精度:0.05mm,
层厚:0.15mm~0.3mm,
运动***:X、Y轴为伺服电机驱动,滚珠丝杠传动,
适用工艺:温控成形,连续挤压,
喷射***:挤出喷头,
成形室照明***:LED射灯,
改进型送风***,防止成型室送风装置防溶剂流入导致腐蚀,
应用软件功能:根据喷头与底板之间的距离自动对高,分层、模型编辑、STL数据接口、成形过程控制。
具体地,上述移植用子宫颈仿生物的制备方法包括以下步骤,
1)3D重构子宫颈仿生物的计算机模型
收集、整理子宫颈组织结构的临床医学影像数据;对影像数据进行分析,绘制子宫颈组织三维模型;
2)将所述子宫颈仿生物计算机模型转化为3D打印程序,编入3D打印设备按设定的3D打印参数对所述生物材料进行打印,获得具有子宫颈结构的本体;
其中,所述3D打印参数如下:
双喷头输送***,
最大成形空间:150mm×150mm×150mm,
最大运动速度:80mm/s,
定位精度:0.05mm,
层厚:0.15mm~0.3mm,
运动***:X、Y轴为伺服电机驱动,滚珠丝杠传动,
适用工艺:温控成形,连续挤压,
喷射***:挤出喷头,
成形室照明***:LED射灯,
改进型送风***,防止成型室送风装置防溶剂流入导致腐蚀,
应用软件功能:根据喷头与底板之间的距离自动对高,分层、模型编辑、STL数据接口、成形过程控制;
其中,所述生物材料根据具体实施的生物材料选取最佳打印实施浓度,以明胶为例,可配制为质量浓度≥3%的明胶溶液;以基质胶为例,可配置为质量浓度≤30%的基质胶溶液;以海藻酸钠为例,可配制为质量浓度≥2%的海藻酸钠溶液;以液态硅胶为例,采用市售美国道康宁SYLGARD184硅橡胶,包括两个组分:预聚物A和交联剂B,以预聚物A与交联剂B重量比5:1-10:1混合使用;
3)将所述药物装载于所述本体上,形成具有仿子宫颈三维结构和生物活性的复合体;
所述装载药物的方法包括涂覆、喷涂、浸涂或静电涂覆等。
上述制备方法中,步骤1)和步骤2)可采用Auto desk-inventor(2015)软件进行。
除前述3D打印技术外,本发明还可采用其他3D制造技术,如通过铸模等方式制造所述子宫颈仿生物。
本发明基于子宫颈临床研究数据进行技术开发,制造的所述子宫颈仿生物完全仿生人体真实组织,并与子宫颈可完全结合;选取可移植、降解或不降解、生物相容性高、柔韧、拉伸性好、可3D打印、可3D制造的生物材料;所选生物材料与多种功能性蛋白和/或药物相容性好,可保持蛋白和/或药物活性并缓释蛋白和/或药物;开发的工艺可实现生物材料3D打印或3D制造,生物材料-功能性蛋白和/或药物混容3D打印或3D制造,3D打印或制造的生物材料结构体中可涂敷或填充功能性蛋白和/或药物;针对个体病患情况,适用于不同病症阶段;开发的3D打印或3D制造移植用子宫颈仿生物技术可用于工业化大规模生产。
本发明针对临床子宫颈切除后病人器官缺陷的现状,以3D打印技术为核心手段,结合其他组织器官体外3D制造技术,如铸模等,首先开发子宫颈仿生物3D重构的计算机模型(基于医学影像数据进行);研发子宫颈仿生物计算机模型的3D打印程序转化;研发可用于3D打印体内软组织(子宫颈)的生物材料,及材料生物相容性、结构稳定性的测试资料和结果;测评生物材料-功能性蛋白和/或药物混容结构及其生物性能;开发基于所选生物材料的子宫颈仿生物3D打印或3D制造工艺;开发生物材料-功能性蛋白和/或药物混容3D打印或3D制造工艺;测评3D打印或3D制造的子宫颈仿生物中功能性蛋白和/或药物的涂敷、装载及缓释。
本发明首次提出并制造移植用子宫颈仿生物;首次将3D打印或3D制造技术用于子宫颈组织的制造;3D打印或3D制造的仿生子宫颈组织可弥补疾患带来的创伤,代替切除的原位组织,复原组织结构的完整性;3D打印或3D制造的仿生子宫颈组织可缓释功能性蛋白和/或药物(包括子***疫苗、抗病毒制剂、修复性胶原、激素等),防治子***疾病,诱导自身胶原生成,进一步修补子宫颈结构;3D打印或3D制造子宫颈仿生物针对个体病患实施,并可大规模工业化生产。
附图说明
图1为本发明移植用子宫颈仿生物示意图;其中A为立体图,B为底部图,C为侧面图;
图2为本发明子宫颈仿生物内部多孔结构示意图。
图1-2中:1-4分别为具有子宫颈结构的本体——顶部(开口);中空通道;底部中心(开口);底部。
图3为本发明实验例1高纯度海藻酸钠的制备过程图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件,或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。其中,子***疫苗、抗病毒制剂、修复性胶原、激素、JB蛋白(广谱抗病毒)、人胶原蛋白由山西锦波生物医药股份有限公司提供。
实施例1
一种移植用子宫颈仿生物,包括具有子宫颈结构的本体和装载于所述本体上的蛋白和/或药物,所述本体以及蛋白和/或药物形成具有仿子宫颈三维结构和生物活性的复合体。
所述具有子宫颈结构的本体,其顶部开口至底部中心开口处具有中空通道(如图1-A所示),所述本体内部为多孔结构(如图2所示)。
进一步地,所述本体底部直径30±5mm,所述本体底部开口直径3-5mm;所述本体顶部至底部的高度有10mm(I型)、10-15mm(II型)、15-25mm(III型)或临床需求的各种规格。
进一步地,所述具有子宫颈结构的本体由不降解生物材料制成或由可降解生物材料制成。
进一步地,所述可降解生物材料包括透明质酸、胶原、纤维蛋白、壳聚糖、琼脂糖、海藻酸、明胶、基质胶、聚乳酸、聚己内酯、聚氨酯类材料及其衍生物中的一种或几种。较佳地,所述可降解生物材料为明胶、海藻酸、壳聚糖、基质胶、聚氨酯类材料及其衍生物中的一种或几种;所述不降解生物材料包括液态硅胶类材料。
进一步地,所述装载于所述本体上的蛋白和/或药物,包括山西锦波生物医药股份有限公司所生产蛋白,如子***疫苗、抗病毒制剂、修复性胶原、激素等;优选为广谱抗病毒的JB蛋白和/或人胶原蛋白,其中广谱抗病毒的JB蛋白使用浓度为0.001mg/mL-10mg/mL,人胶原蛋白的使用浓度为0.001mg/mL-50mg/mL。
进一步地,所述装载于所述本体上的蛋白和/或药物需要整体浸润或包埋于本体结构中,以缓释的方式排出。蛋白和/或药物的装载浓度和装载量可针对病人实际病情需要进行调节。若在不降解仿生子宫颈结构中,蛋白和/或药物缓释至少为1年期限;若在可降解仿生子宫颈结构中,蛋白和/或药物的最终缓释依照本体结构的降解期限,可为3、6、12、24、36个月。
实施例2
本实施例提供实施例1所述移植用子宫颈仿生物的制备方法,包括以下步骤,
1)3D重构子宫颈仿生物的计算机模型
收集、整理子宫颈组织结构的临床医学影像数据;对影像数据进行分析,绘制子宫颈组织三维模型;
2)将所述子宫颈仿生物计算机模型转化为3D打印程序,编入3D打印设备按设定的3D打印参数对所述生物材料进行打印,获得具有子宫颈结构的本体;
其中,所述3D打印参数如下:
双喷头输送***
最大成形空间:150mm×150mm×150mm
最大运动速度:80mm/s
定位精度:0.05mm
层厚:0.15mm~0.3mm
运动***:X、Y轴为伺服电机驱动,滚珠丝杠传动
适用工艺:温控成形,连续挤压
喷射***:挤出喷头
成形室照明***:LED射灯
改进型送风***,防止成型室送风装置防溶剂流入导致腐蚀
应用软件功能:根据喷头与底板之间的距离自动对高,分层、模型编辑、STL数据接口、成形过程控制
其中,所述生物材料根据具体实施的生物材料选取最佳打印实施浓度,以明胶为例,可配制为≥3%的明胶溶液;以基质胶为例,可配置为≤30%的基质胶溶液;以海藻酸钠为例,可配制为≥2%的海藻酸钠溶液;以液态硅胶为例,采用市售美国道康宁SYLGARD184硅橡胶,包括两个组分:预聚物A和交联剂B,以A剂与B剂重量比5:1-10:1混合使用。
3)将所述蛋白和/或药物装载于所述本体上,形成具有仿子宫颈三维结构和生物活性的复合体;
所述装载药物的方法包括涂覆、喷涂、浸涂或静电涂覆等。
上述制备方法中,步骤1)可采用Auto desk-inventor(2015)、Solidworks、Unigraphics、ProE等软件进行。
实施例3
本实施例提供实施例1所述移植用子宫颈仿生物的制备方法,与实施例2的区别在于将所述本体材料与所述药物混容后,利用3D打印技术制备成具有仿子宫颈三维结构和生物活性的复合体(不包括实施例2的步骤3)。
其中,所述本体材料与所述药物混容的方法包括:将蛋白和/或药物与生物材料混合后,配置为凝胶状溶液,以用于3D打印。
实验例1
本实验例对移植用子宫颈仿生物及3D打印技术进行了研究,具体如下。
1)3D重构子宫颈仿生物的计算机模型
收集、整理子宫颈组织结构的临床医学影像数据;对影像数据进行分析,采用Autodesk-inventor 2015软件绘制子宫颈组织三维模型。
2)研发子宫颈仿生物计算机模型的3D打印程序
将Auto desk-inventor 2015软件绘制的子宫颈组织3D模型进行程序转化,可直接编入3D打印设备中开展后续打印工艺。
3)3D打印子宫颈仿生物的工艺开发
基于已构建的子宫颈组织3D模型选取相关工艺参数。
本发明构建仿生子宫颈结构,本体结构在移植后,需与人体子宫组织完整贴合,设计并打印制造的本体结构表面及内部都呈多孔状,为实现该多孔状圆锥形3D结构打印,打印工艺中,喷头除基本的纵横运行外,还可以圆弧形轨迹运行。打印成型室温度可在低温-高温范围内调节,低温以满足生物材料-锦波蛋白的混容打印,高温以满足生物材料的快速成型。
4)可用于3D打印体内软组织(子宫颈)的生物材料选取与测试
3D打印的子宫颈仿生物用于坏损组织的重塑,即打印的组织结构体需与真实子宫颈具有可比拟韧度及生物相容性。以满足此结果为参照标准,对各种可打印生物材料进行筛选和评价。考虑以透明质酸、胶原、纤维蛋白、壳聚糖、琼脂糖、海藻酸、明胶、基质胶、液态硅胶、聚乳酸、聚己内酯、聚氨酯类材料及其衍生物为主要实施材料。以液态硅胶为例:
硅酸凝胶是一种高活性吸附材料,属非晶态物质,除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应,不溶于水和任何溶剂,无毒无味,化学性质稳定。其吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。
有机硅胶是一种有机硅化合物,基本结构单元是由硅-氧链节构成的,侧链则通过硅原子与其他各种有机基团相连。突出性能有:耐温性、耐候性、电气绝缘性、生理惰性(生物亲和性好,机体排斥反应极少,具有抗凝血性)、低表面张力(润滑、成膜能力好)、不被降解。其中液态有机硅为液体胶,流动性好,可通过注塑喷射成型,产品柔软,硬度可以达到10℃-40℃;拉伸强度范围介于3.6-11.0MPa之间;撕裂强度范围介于11.5-52kN/m之间;伸长率在220到900%之间(9倍扩增)。以聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)为例,其已在医疗领域用来作为填充液体的***植入物,是美国FDA官方认证的可移植用材料。PDMS在固化过程中不使用溶剂,并无固化副产物,固化时不放热;无需特殊的通风条件,不会产生腐蚀;固化时,收缩量小;固化后,透明具有弹性;抗震与减缓机械震动;振动的传递性能小;良好的耐辐射性能;具有高真空状态下低漏气性;较大温度范围内的稳定性,抗解聚;在-55~200℃范围内,甚至在密闭状态下保持弹性与柔韧性,性能稳定,适用于制造不降解仿子宫颈结构。
以海藻酸钠为例:
海藻酸钠,一种天然多糖。微溶于水,易溶于碱性溶液,使溶液具有粘性,具有浓缩、凝胶和成膜的能力。以其良好的生物相容性在组织工程和细胞三维培养等方面得到了广泛应用。
可通过交联、添加增塑剂及高度纯化的方法提升其机械强度,已实现3D打印仿子宫颈结构:
(1)交联反应:通过交联反应可改善凝胶体系的强度、柔韧性和耐水性,通常有离子交联和共价交联两种方式:
共价交联比离子交联更能提高海藻酸钠的压缩模量,海藻酸钠能与大多数多价阳离子反应(镁、汞除外)形成交联键,交联使海藻酸钠高分子链形成网状结构,限制了高分子链的***
在不同的钙交联剂中,氯化钙能最大程度提升海藻酸钠凝胶的抗拉强度;
⑵添加增塑剂:通过向海藻酸钠体系中添加增塑剂单甘脂、琼脂,可改变凝胶体系的性能,增塑剂分子能够进入海藻酸钠分子间,从而削弱了大分子之间的相互作用,软化了海藻酸钠凝胶的刚性结构,改善其物理性能,使其变得柔软,柔韧性得到了提高:
增塑剂浓度越大,海藻酸钠凝胶体系的断裂伸长率越大;
在增塑剂浓度<0.3%时,其浓度越大,海藻酸钠凝胶的抗拉强度越大,增塑剂浓度超过0.3%时,海藻酸钠凝胶的抗拉强度减弱;
⑶高纯度海藻酸钠的制备:通过一系列的化学生物操作(见下表1),将海藻酸钠进行高度纯化,制得的产品比普通海藻酸钠具有更高的粘性,可打印制造柔韧度更好、抗拉强度更高的组织结构。
表1
高纯度海藻酸钠的制备过程如图3所示(其中图3-1表示海藻酸钠粉末,图3-2表示纯化中,图3-3表示纯化后)。制备完成后,海藻酸钠粉末达60%回收率。
5)3D打印子宫颈仿生结构的稳定性和生物相容性测试
在建立的3D打印子宫颈仿生物工艺下,制造组织结构,与子宫颈组织的临床医学数据进行比对,对其力学强度、韧度进行测试,考察其拉伸变形强度;对其生物相容性、稳定性进行分析测试,考察其在细胞培养液、血液中的稳定性;进一步优化3D打印工艺。
6)3D制造子宫颈仿生物
除前述3D打印技术外,采用其他3D制造技术,如通过铸模等方式制造子宫颈仿生结构。
7)功能性蛋白和/或药物-生物材料混容结构3D打印及其生物性能的评价结果
对功能性蛋白和/或药物与生物材料的容和模式进行探究,打印生物材料-功能性蛋白和药物混容结构,对结构体的力学强度、韧度进行测试,考察其拉伸变形强度;对其生物相容性、稳定性进行分析测试,考察其在细胞培养液、血液中的稳定性;对其中的蛋白缓释率进行分析测试,以释放出的蛋白的IC50值为指标,调整功能性蛋白和/或药物的装载浓度、以及生物材料-功能性蛋白和/或药物的混容体系打印工艺。
8)生物材料3D结构用于涂敷、装载、缓释功能性蛋白和/或药物。
在前述5)和6)中实现的生物材料3D结构体中,采用涂层、填充、涂覆、喷涂、浸涂或静电涂覆等方式,实现功能性蛋白和/或药物的装载,并测试控制蛋白和药物的缓释。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (13)
1.一种移植用子宫颈仿生物,其特征在于,包括具有子宫颈结构的本体和装载于所述本体上的蛋白和/或药物,所述本体以及蛋白和/或药物形成具有仿子宫颈三维结构和生物活性的复合体;
所述具有子宫颈结构的本体其顶部开口至底部中心开口处具有中空通道,所述本体内部为多孔结构;
所述具有子宫颈结构的本体,其制备材料为可移植、生物相容性高、柔韧、拉伸性好、可3D打印、可3D制造的生物材料;制备具有子宫颈结构的本体的所述生物材料与装载于所述本体上的蛋白和/或药物相容性好,可保持所述蛋白和/或药物活性并缓释药物。
2.根据权利要求1所述的移植用子宫颈仿生物,其特征在于,所述本体底部直径30±5mm,所述本体底部开口直径3-5mm;所述本体顶部至底部的高度为10mm。
3.根据权利要求1所述的移植用子宫颈仿生物,其特征在于,所述本体底部直径30±5mm,所述本体底部开口直径3-5mm;所述本体顶部至底部的高度为10-15mm。
4.根据权利要求1所述的移植用子宫颈仿生物,其特征在于,所述本体底部直径30±5mm,所述本体底部开口直径3-5mm;所述本体顶部至底部的高度为15-25mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的移植用子宫颈仿生物,其特征在于,所述具有子宫颈结构的本体由不降解生物材料制成或由可降解生物材料制成。
6.根据权利要求5所述的移植用子宫颈仿生物,其特征在于,所述可降解生物材料包括透明质酸、胶原、纤维蛋白、壳聚糖、琼脂糖、海藻酸、明胶、基质胶、聚乳酸、聚己内酯、聚氨酯类材料及其衍生物中的一种或几种;所述不降解生物材料包括液态硅胶类材料。
7.根据权利要求1-4、6任一项所述的移植用子宫颈仿生物,其特征在于,所述蛋白和/或药物包括子***疫苗、抗病毒制剂、修复性胶原、激素。
8.根据权利要求7所述的移植用子宫颈仿生物,其特征在于,所述蛋白和/或药物为JB蛋白和/或人胶原蛋白,其中JB蛋白的使用浓度为0.001mg/mL-10mg/mL,人胶原蛋白的使用浓度为0.001mg/mL-50mg/mL。
9.根据权利要求1-4、6、8任一项所述的移植用子宫颈仿生物,其特征在于,所述装载于所述本体上的蛋白和/或药物整体浸润或包埋于本体结构中,以缓释的方式排出;其中,在不降解的移植用子宫颈仿生物中,所述蛋白和/或药物缓释至少为1年期限;在可降解的移植用子宫颈仿生物中,所述蛋白和/或药物的缓释期限为3-36个月。
10.权利要求1-9任一项所述移植用子宫颈仿生物的制备方法,其特征在于,包括利用3D打印技术制备所述具有子宫颈结构的本体,将蛋白和/或药物装载于所述本体上,形成具有仿子宫颈三维结构和生物活性的复合体;
或者所述制备方法包括将所述本体材料与所述蛋白和/或药物混容后,利用3D打印技术制备成具有仿子宫颈三维结构和生物活性的复合体。
11.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,所述3D打印参数如下:
双喷头输送***,
最大成形空间:150mm×150mm×150mm,
最大运动速度:80mm/s,
定位精度:0.05mm,
层厚:0.15mm~0.3mm,
运动***:X、Y轴为伺服电机驱动,滚珠丝杠传动,
适用工艺:温控成形,连续挤压,
喷射***:挤出喷头,
成形室照明***:LED射灯,
改进型送风***,防止成型室送风装置防溶剂流入导致腐蚀,
应用软件功能:根据喷头与底板之间的距离自动对高,分层、模型编辑、STL数据接口、成形过程控制。
12.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,包括以下步骤,
1)3D重构子宫颈仿生物的计算机模型
收集、整理子宫颈组织结构的临床医学影像数据;对影像数据进行分析,绘制子宫颈组织三维模型;
2)将所述子宫颈仿生物计算机模型转化为3D打印程序,编入3D打印设备按设定的3D打印参数对所述生物材料进行打印,获得具有子宫颈结构的本体;
其中,所述生物材料为质量浓度≥3%的明胶溶液;或为质量浓度≤30%的基质胶溶液;或为质量浓度≥2%的海藻酸钠溶液;或为由预聚物A和交联剂B按重量比5:1-10:1混合的SYLGARD184硅橡胶;
3)将所述蛋白和/或药物装载于所述本体上,形成具有仿子宫颈三维结构和生物活性的复合体;所述装载药物的方法包括涂覆。
13.根据权利要求12所述的制备方法,其特征在于,所述涂覆包括喷涂、浸涂或静电涂覆。
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