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  本文關(guān)鍵詞：基于氣動(dòng)控制的多細(xì)胞三維組裝技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 氣動(dòng)噴頭 多細(xì)胞組裝 組織工程 再生醫(yī)學(xué)

【摘要】：細(xì)胞三維受控組裝為組織工程和再生醫(yī)學(xué)等研究領(lǐng)域拓展了新的理論和技術(shù)。由于器官是由不同細(xì)胞組成并具有復(fù)雜微觀結(jié)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)體,多細(xì)胞組裝是細(xì)胞組裝技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。針對(duì)多細(xì)胞組裝問題,本研究基于氣動(dòng)控制的多細(xì)胞組裝平臺(tái),利用壓縮空氣作為動(dòng)力,采用非水平排列方法設(shè)計(jì)多噴頭模塊,設(shè)計(jì)并構(gòu)建了實(shí)現(xiàn)多細(xì)胞三維受控組裝的硬件系統(tǒng)和控制系統(tǒng),并基于該系統(tǒng)進(jìn)行了3種顏色基質(zhì)材料的組裝和2種活細(xì)胞的組裝實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)3個(gè)噴頭的準(zhǔn)確切換和組裝,組裝過程中噴頭噴射的啟停響應(yīng)迅速,啟停響應(yīng)延遲小于5 ms;成型精度小于30μm,噴頭間不易發(fā)生干擾;系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)多噴頭擴(kuò)展和控制。該系統(tǒng)在三維空間內(nèi)可完成3種材料的階梯結(jié)構(gòu)、圓環(huán)形腔結(jié)構(gòu)、多邊形結(jié)構(gòu)等多種有重要生物應(yīng)用價(jià)值結(jié)構(gòu)的成型組裝,并完成2種活細(xì)胞組裝。CD34和Oil red O染色實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,組裝的細(xì)胞在結(jié)構(gòu)內(nèi)生長良好,細(xì)胞定位準(zhǔn)確并保持細(xì)胞性狀。本研究為制造復(fù)雜的人體組織和器官提供了新的技術(shù)。
【作者單位】： 杭州電子科技大學(xué)生命信息與儀器工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 氣動(dòng)噴頭 多細(xì)胞組裝 組織工程 再生醫(yī)學(xué)
【基金】：國家自然科學(xué)基金(30600140,30970738) 浙江省自然科學(xué)基金(Y2091074,Y2110775) 浙江省科技計(jì)劃(2011C23031)
【分類號(hào)】：R329
【正文快照】： 引言建立在計(jì)算機(jī)三維建模和先進(jìn)制造離散堆積理論基礎(chǔ)上的細(xì)胞三維受控組裝[1-2],是在組織器官的解剖學(xué)數(shù)字模型直接驅(qū)動(dòng)下,定位裝配活細(xì)胞/材料單元,制造組織或器官前體的新技術(shù)。細(xì)胞組裝技術(shù)為體外構(gòu)建復(fù)雜組織器官提供了全新的可能。本課題組則基于細(xì)胞組裝技術(shù)開發(fā)了新

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