[0021] 本发明所述的丝蛋白细胞复合血管支架，所述丝蛋白细胞复合血管支架由丝蛋白凝胶和人体血管内皮细胞复合而成，所述丝蛋白细胞复合血管支架的长度为5cm-20cm、口径为0.5cm-2cm，所述丝蛋白细胞复合血管支架的血管壁厚度为0.3mm-5mm，所述丝蛋白细胞复合血管支架的分辨率为0.5μm-2μm、孔隙率为30％-60％、爆破强度为500mmHg-2000mmHg、缝合强度为5N-30N、断裂强度为8MPa-26MPa、断裂伸长率为40％-80％。
[0022] 本发明所述的上述丝蛋白细胞复合血管支架的制备方法，包括步骤：
[0023] 步骤一：获取人体血管图像及数据。
[0024] 在一个实施例中，上述步骤一具体执行为：采用核磁共振成像(MRI)和计算机X射线断层术(CT)获取人体血管图像及数据。
[0025] 步骤二：建立高仿真的3D血管模型。
[0026] 在一个实施例中，上述步骤二具体执行为：将MRI和CT获取的图像及数据输入交互式医学影响处理软件(MIMICS)建立高仿真的3D血管模型。
[0027] 步骤三：制备丝蛋白凝胶。
[0028] 在一个实施例中，上述步骤三具体执行为：将丝蛋白溶液置于电场强度为15kV-30kV的电场中处理，处理时间为3min-10min，获得所述丝蛋白凝胶。
[0029] 步骤四：将人体血管内皮细胞与制备好的丝蛋白凝胶混合，并进行细胞培养，形成丝蛋白凝胶细胞共混体系。
[0030] 在一个实施例中，上述步骤四具体执行为：将人体血管内皮细胞与制备好的丝蛋白凝胶混合，所述丝蛋白凝胶与人体血管内皮细胞共混质量比的比例为95:10-70:30，并进行细胞培养，所述细胞培养的培养时间为12h-72h，形成丝蛋白凝胶细胞共混体系，其中，所述人体血管内皮细胞为人体动脉内皮细胞、静脉内皮细胞和微血管内皮细胞中的一种或多种。
[0031] 步骤五：将所述丝蛋白凝胶细胞共混体系输送至三维生物打印机中，并在所述三维生物打印机中加入固化剂，按照所述高仿真的3D血管模型打印丝蛋白细胞复合血管支架。
[0032] 在一个实施例中，上述步骤五具体执行为：将所述丝蛋白凝胶细胞共混体系输送至喷头为1－3个的三维生物打印机中，并在所述三维生物打印机中加入紫外光固化剂，所述紫外光固化剂占紫外光固化剂和丝蛋白凝胶细胞共混体系总质量的质量分数为0.5％-1.5％，按照所述高仿真的3D血管模型在功率为30W-100W，照射时间为1h-5h的紫外灯照射环境下进行打印丝蛋白细胞复合血管支架。
[0033] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。但是本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明所要求的权利范围内其他任何公知的改变。
[0034] 首先，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0035] 其次，本发明利用结构示意图等进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。
[0036] 实施例一
[0037] 1、获取人体血管图像及数据：采用MRI和CT获取人体动脉血管图像及数据。
[0038] 2、建立高仿真的3D血管模型：将MRI和CT获取的图像数据输入MIMICS软件，建立高仿真的3D血管模型，模拟主动脉血管直径1.5cm，管壁厚度0.5cm，长度10cm。
[0039] 3、制备丝蛋白凝胶：将纤维状丝素蛋白加入质量分数为3％的LiBr溶液中，溶解一段时间后过滤，将滤液装入透析袋中，按照滤液与去离子水的质量比为1:100的比例置于去离子水中进行透析，透析3天后获得低浓度的纯丝素溶液。将装有透析后的低浓度的纯丝素溶液的透析袋,在室温条件下，用气流促进水分蒸发3天，获得质量分数为95％的丝蛋白溶液，将丝素蛋白溶液置于15kV的电场中处理10min，形成丝蛋白凝胶。
[0040] 4、制备丝蛋白凝胶细胞共混体系：人体动脉内皮细胞2用含10％小牛血清、2mmol/L L-谷氨酰胺、100U/ml青霉素和100μg/ml链霉素的RPMI1640完全培养基培养，置于5％CO2、饱和湿度、37℃的培养箱内，所述5％CO2是指CO2在培养箱内占空气总量的体积分数，并且2～3天换液一次。实验所用的人体动脉内皮细胞2均处于对数生长期，且存活细胞百分率均在95％以上。将步骤3制备的丝蛋白凝胶1与培养后的人体动脉内皮细胞2按照质量比为90:10的比例共混后，连续培养24h，形成丝蛋白凝胶细胞共混体系。
[0041] 5、制备丝蛋白细胞复合血管支架：请参阅图1，图1为本发明所述的一种丝蛋白细胞复合血管支架的制备方法在实施例1中单喷头三维生物打印的结构示意图。如图1所示，将上述丝蛋白凝胶细胞共混体系输入至单喷头三维生物打印机中，添加紫外光固化剂，所述紫外光固化剂占紫外光固化剂和丝蛋白凝胶细胞共混体系总质量的质量分数为0.5％的紫外光固化剂，在功率为30W的紫外灯照射条件下，按照MIMICS软件模拟而成的高仿真3D血管模型打印三维丝蛋白凝胶人体动脉内皮细胞复合血管支架，紫外光照射时间为2h。
[0042] 经测试，上述方法所制得的丝蛋白细胞复合血管支架的结构规整、有序，分辨率为0.6μm，血管支架的孔隙率为45％，血管支架的爆破强度960mmHg，缝合强度8N，断裂强度
15MPa，断裂伸长率63％，经连续培养48h后细胞，人体动脉内皮细胞可在丝蛋白凝胶细胞复合管状支架上生长、增殖和分化，植入犬动脉1月后，CT显示无堵塞现象，组织学切片观察显示无炎症反应。
[0043] 实施例二
[0044] 1、获取人体血管图像及数据：采用MRI和CT获取人体动脉血管图像及数据。
[0045] 2、建立高仿真的3D血管模型：将MRI和CT获取的图像数据输入MIMICS软件，建立高仿真的3D血管模型，模拟主动脉血管直径0.5cm，管壁厚度0.3cm，长度8cm。
[0046] 3、制备丝蛋白凝胶：将纤维状丝素蛋白加入质量分数为3％的LiBr溶液中，溶解一段时间后过滤，将滤液装入透析袋中，按照滤液与去离子水的质量比为1:100的比例置于去离子水中进行透析，透析3天后获得低浓度的纯丝素溶液。将装有透析后的丝蛋白溶液的透析袋,在室温条件下，用气流促进水分蒸发2天，获得质量分数为90％的丝蛋白溶液，将丝素蛋白溶液置于25kV的电场中处理5min，形成丝蛋白凝胶。
[0047] 4、制备丝蛋白凝胶细胞共混体系：人脐静脉内皮细胞用含10％小牛血清、2mmol/L L-谷氨酰胺、100U/ml青霉素和100μg/ml链霉素的RPMI1640完全培养基培养，置于5％CO2、饱和湿度、37℃的培养箱内，所述5％CO2是指CO2在培养箱内占空气总量的体积分数，并且2～3天换液一次。实验所用的人脐静脉内皮细胞均处于对数生长期，且存活细胞百分率均在95％以上。
[0048] 5、制备丝蛋白细胞复合血管支架：请参阅图2，图2为本发明所述的一种丝蛋白细胞复合血管支架的制备方法在实施例2中双喷头三维生物打印的结构示意图。如图2所示，将上述丝蛋白凝胶1和人脐静脉内皮细胞3分别输入至双喷头三维生物打印机中，在丝蛋白凝胶1喷头中添加紫外光固化剂，所述紫外光固化剂占紫外光固化剂、丝蛋白凝胶1和人脐静脉内皮细胞3总质量的质量分数为0.8％，在功率为50W的紫外灯照射条件下，按照MIMICS软件模拟而成的高仿真3D血管模型打印三维丝蛋白凝胶人体动脉内皮细胞复合血管支架，紫外光照射时间为3h。
[0049] 经测试，上述方法所制得的丝蛋白细胞复合血管支架的结构规整、有序，分辨率为1.0μm，血管支架的孔隙率为50％，血管支架的爆破强度780mmHg，缝合强度6N，断裂强度
10MPa，断裂伸长率78％，经连续培养48h后细胞，人体动脉内皮细胞可在丝蛋白凝胶细胞复合管状支架上生长、增殖和分化，植入犬动脉1月后，CT显示无堵塞现象，组织学切片观察显示无炎症反应
[0050] 综上所述，本发明所制备的丝蛋白细胞复合血管支架具有与天然人体血管在宏微观结构上高度相似，支架材料的宏微观结构与尺寸达到可控性，且制备的血管支架具有高分辨率特点。而采用丝蛋白与细胞复合，又可使血管支架具有优异的组织形容性和血液相容性。因此，该三维生物打印制备丝蛋白细胞复合血管支架可作为优异的血管替代物。
[0051] 应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
