一种基于3D打印物体表面凹凸不平特性制备模拟人体管状结构曲面微图形芯片的新方法

摘要

模拟体内真实微图形的3D细胞培养体系在生理、病理和药物研究过程中均有重要应用。人体气道、血管和腺管等结构具有特殊的曲面结构，这种曲面微环境影响细胞的排布、功能和药物响应。本发明的目的是提供一种制备模拟体内管状结构二维曲面微图形芯片的新方法，包括以下步骤：采用桌面级挤出成型3D打印机将聚乳酸塑料打印一个竖立平板，通过控制打印精度调节平板表面突起微图形曲率；在平板表面制备聚二甲基硅氧烷(PDMS)凝胶，从而获得具有不同二维曲面的凹面微图形芯片；在上述PDMS胶表面再次制备一层PDMS凝胶，从而获得具有不同二维曲面的凸面微图形芯片；在曲面微图形芯片上接种平滑肌细胞和上皮细胞。结果显示，在凸面微图形芯片表面，平滑肌细胞和上皮细胞呈现与体内类似的排布和功能。该方法为后期制备更为复杂的管状结构器官芯片奠定基础。