本發(fā)明屬于器官制造、生物材料及醫(yī)療器械領(lǐng)域，涉及一種心臟模擬結(jié)構(gòu)及其成形方法和專用模具。

背景技術(shù)：
相比于(半)機(jī)械性人造器官，生物性人造器官有著更強(qiáng)的生物相容性和動(dòng)物體協(xié)調(diào)性。在移植排斥方面，生物性人造器官也有可能將不利因素將到最低。目前，科學(xué)家的目的是希望亟需器官移植的患者能用上自體人造器官。從宏觀和微觀角度來看，干細(xì)胞技術(shù)、生物材料和工程技術(shù)等領(lǐng)域的結(jié)合能夠?yàn)槿嗽炱鞴俚闹圃焯峁o限的可能。目前的人工心臟大多用生物機(jī)械手段部分或完全替代心臟的泵血機(jī)能，維持全身的血液循環(huán)。這種人造心臟裝置需要定期補(bǔ)寄能量，并且具有生物排斥性。歷史上首個(gè)完全永久性的替換心臟是Jarvik-7，于在1982年植入病人BarneyClark的體內(nèi)，術(shù)后依靠該心臟存活了112天；另一名病人WilliamSchrodedr則活了620天[ArabiaFA,etal.EuropeanJournalofCardio-ThoracicSurgery,1997,11(Supplement):S5；SiebertC.DISCOVER,2004,25(05)]。一方面，我們要看到人造器官的未來前景和實(shí)施可行性，(半)機(jī)械性心臟能夠在一定程度上維持天然的心臟功能；另一方面，這種非生物相容性的心臟替代物所帶來的并發(fā)癥有待解決(如患者中風(fēng)、裝置機(jī)械故障以及心臟結(jié)構(gòu)匹配失衡)。組織工程與器官制造技術(shù)為人類組織和器官的體外重建提供了可能，涉及的領(lǐng)域包括生物學(xué)、材料學(xué)、機(jī)械學(xué)等學(xué)科。迄今為止，已有人造骨、軟骨、皮膚、肝臟、肌肉、等組織或器官前體應(yīng)運(yùn)而生。器官制造技術(shù)尚處于發(fā)展階段，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。若想實(shí)現(xiàn)從組織工程向器官制造技術(shù)的邁進(jìn)這一難題，必須要引入血管系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的構(gòu)建，因?yàn)檠貉h(huán)和神經(jīng)傳導(dǎo)與器官新陳代謝功能發(fā)揮密不可分。通過自體(干)細(xì)胞的技術(shù)在體外構(gòu)建人工心臟是科學(xué)家們的夢(mèng)想。(干)細(xì)胞與生物材料的結(jié)合所創(chuàng)造的微環(huán)境，能為組織再生提供場(chǎng)所，目前已應(yīng)用于骨、軟骨、肌肉、骨髓基質(zhì)、肌腱、脂肪和其他結(jié)締組織的修復(fù)[CaplanA.Journalofcellularphysiology,2007,213(2):341]。面臨心肌梗死問題，科學(xué)家們已經(jīng)嘗試出利用間充質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)新心肌組織活性，并證明該方法的安全性和誘導(dǎo)血管新生的能力[StammC,etal.TheLancet,2003,361(9351):45]。隨著干細(xì)胞(如胚胎干細(xì)胞)和再生醫(yī)學(xué)的研究的加深，科學(xué)家們希望利用干細(xì)胞等的高潛能特點(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)心臟等器官的再生[PassierR,etal.Nature,2008,453(7193):322]。同時(shí)，動(dòng)物體心臟內(nèi)部固有的干細(xì)胞也將是一個(gè)重要的研究和應(yīng)用來源，對(duì)于其分化方向和自我更新的能力的研究，將會(huì)為再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究者們提供重要的細(xì)胞來源，為生物人工心臟制造奠定基礎(chǔ)[UrbanekK,etal.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences,2006,103(24):9226]。構(gòu)造生物相容性高的人工器官，離不開對(duì)于生物材料和細(xì)胞的定位和堆積，并使之實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的器官功能。人工器官在器官移植、器官病理學(xué)研究和藥物毒性研究等方面有廣泛的應(yīng)用前途。目前器官制造常用的方法有快速成形(或三維打印)法、脫細(xì)胞基質(zhì)法和組合模具法。其中快速成形(或三維打印)法和脫細(xì)胞基質(zhì)法受到成形效率和免疫排斥等負(fù)面因素的限制。組合模具法能夠高效地重構(gòu)動(dòng)物體器官，并且擴(kuò)大了可用的生物材料范圍。例如，專利(申請(qǐng)?zhí)?01210324600.4)提出了用旋轉(zhuǎn)組合模具制備紡錘狀的復(fù)雜器官前體的方法，通過模具的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)得到具備復(fù)雜曲面的器官前體，并具備分支血管模擬結(jié)構(gòu)。綜上所述，利用再生醫(yī)學(xué)原理來體外構(gòu)建組織器官已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)和工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。現(xiàn)有的人工心臟的生理功能等并未能與患者完美地匹配，生物相容性、使用壽命等方面都有待提高；目前的工程手段業(yè)已限制了生物材料的使用，生物工程技術(shù)也有待進(jìn)一步發(fā)展來研究干細(xì)胞的應(yīng)用。這些因素促使我們利用模具法成形人工心臟的類似結(jié)構(gòu)，使該結(jié)構(gòu)在功能和結(jié)構(gòu)上模擬天然的動(dòng)物體心臟，為器官制造、移植等領(lǐng)域提供新的可能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種心臟模擬結(jié)構(gòu)及其成形方法和專用模具，使其在功能和結(jié)構(gòu)上模擬天然的動(dòng)物體心臟，為器官制造、移植等領(lǐng)域提供新的可能性。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種心臟模擬結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述心臟模擬結(jié)構(gòu)包括主體結(jié)構(gòu)、至少一個(gè)心臟腔室結(jié)構(gòu)、至少一個(gè)血管系統(tǒng)和至少一個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)；所述的心臟腔室結(jié)構(gòu)、血管系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)位于主體結(jié)構(gòu)內(nèi)部；所述主體結(jié)構(gòu)外輪廓呈動(dòng)物體心臟的形狀、紡錘體狀、球體形狀或橢球體形狀，其材質(zhì)為混有心肌種子細(xì)胞的水凝膠；所述心臟腔室結(jié)構(gòu)輪廓呈動(dòng)物體心房的形狀、心室的形狀、紡錘體狀、球體形狀或橢球體形狀；所述血管系統(tǒng)為含血管種子細(xì)胞的類血管結(jié)構(gòu)，所述血管系統(tǒng)包括血管系統(tǒng)導(dǎo)管和水凝膠層，所述血管系統(tǒng)以螺旋狀或樹枝狀分布于心臟腔室結(jié)構(gòu)外圍；所述神經(jīng)系統(tǒng)為含神經(jīng)種子細(xì)胞的導(dǎo)管。上述技術(shù)方案中，所述主體結(jié)構(gòu)的水凝膠和血管系統(tǒng)的水凝膠均采用質(zhì)量百分濃度為0.1～20％的海藻酸鈉、活性肽、膠原、基質(zhì)膠、肝素、硫酸軟骨素、透明質(zhì)酸、粘多糖、糖蛋白、基質(zhì)膠、右旋糖、殼聚糖、明膠和纖維蛋白原中的至少一種。本發(fā)明所述的心肌種子細(xì)胞為胚心肌細(xì)胞、心臟干細(xì)胞、成體心肌細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中的至少一種；所述血管種子細(xì)胞為脂肪干細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中的至少一種；所述神經(jīng)種子細(xì)胞為神經(jīng)元、雪旺氏細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中的至少一種。本發(fā)明所述的血管系統(tǒng)的水凝膠層貼于血管系統(tǒng)導(dǎo)管外層；所述血管系統(tǒng)導(dǎo)管壁上含小孔；所述水凝膠層含血管種子細(xì)胞；所述血管系統(tǒng)導(dǎo)管為合成高分子材料。本發(fā)明所述的血管系統(tǒng)的水凝膠層厚度為100μm-5mm；所述血管系統(tǒng)導(dǎo)管直徑為1μm-5mm，所述小孔孔徑為0.01μm-2mm。本發(fā)明所述的血管系統(tǒng)導(dǎo)管的合成高分子材料為聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚己內(nèi)酯、聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、膨體聚四氟乙烯、聚乳酸、硅橡膠、羥甲基纖維素鈉、聚乳酸-羥基乙酸共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一種。本發(fā)明還提供了一種制備心臟模擬結(jié)構(gòu)的專用模具，該專用模具包括至少一個(gè)氣囊、至少一個(gè)血管系統(tǒng)導(dǎo)管、至少一個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管和至少一層外殼；多層外殼逐級(jí)嵌套，每層外殼包括一個(gè)外殼頂部和一個(gè)外殼底部，該外殼頂部和外殼底部相互嵌合，外殼頂部設(shè)有通孔；所述氣囊、血管系統(tǒng)導(dǎo)管和神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管位于最內(nèi)層的外殼的內(nèi)部；所述氣囊、血管系統(tǒng)導(dǎo)管和神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管穿過外殼頂部的通孔；所述血管系統(tǒng)導(dǎo)管以螺旋狀或樹枝狀分布于氣囊外圍。本發(fā)明所述的外殼頂部和外殼底部的材質(zhì)為塑料或金屬；所述氣囊為橡膠氣球。本發(fā)明也提供了一種利用上述專用模具來制備心臟模擬結(jié)構(gòu)的成形方法，該成形方法包括如下步驟：1)制備專用模具的外殼：利用機(jī)加工或三維打印的方法制備所述專用模具的外殼頂部和外殼底部；2)制備血管系統(tǒng)：將配制好的質(zhì)量百分濃度為0.1～20％的水凝膠與至少一種血管種子細(xì)胞混合，使得細(xì)胞密度為10～108個(gè)/mL，并將該混合物裝載到三維打印設(shè)備中，用于制備含細(xì)胞的水凝膠層；將合成高分子材料裝入三維打印設(shè)備中，用于制備血管系統(tǒng)導(dǎo)管；利用雙噴頭三維打印技術(shù)制備螺旋狀或樹枝狀血管系統(tǒng)的水凝膠層和系統(tǒng)導(dǎo)管，使得所述水凝膠層貼于血管系統(tǒng)導(dǎo)管外部；采用交聯(lián)劑或聚合助劑固定或固化水凝膠；3)制備神經(jīng)系統(tǒng)：將配制好的質(zhì)量百分濃度為0.1～20％的水凝膠與至少一種神經(jīng)種子細(xì)胞混合，使得細(xì)胞密度為10～108個(gè)/mL，并將該混合物裝載到三維打印設(shè)備中；將合成高分子材料裝入三維打印設(shè)備中；利用雙噴頭三維打印技術(shù)制備神經(jīng)系統(tǒng)；采用交聯(lián)劑或聚合助劑固定或固化水凝膠；4)模具組裝：將充氣的氣囊、已制備好的血管系統(tǒng)和已制備好的神經(jīng)系統(tǒng)穿過所述外殼頂部的通孔中，然后將外殼頂部和外殼底部嵌合組裝；5)制備結(jié)構(gòu)主體：將配制好的質(zhì)量百分濃度為0.1～20％的水凝膠與至少一種心肌種子細(xì)胞混合，使得細(xì)胞密度為10～109個(gè)/mL；將該水凝膠與心肌種子細(xì)胞混合物通過通孔灌入外殼內(nèi)，采用交聯(lián)劑或聚合助劑固定或固化水凝膠；將外殼頂部和外殼底部拆除，將氣囊放氣后拔出，得到心臟腔室結(jié)構(gòu)，并用水凝膠密封所遺留的孔洞，得到含單層主體結(jié)構(gòu)的心臟模擬結(jié)構(gòu)。6)將含單層主體結(jié)構(gòu)的心臟模擬結(jié)構(gòu)放入另一層的外殼頂部和外殼底部組成的外殼中，將水凝膠與心肌種子細(xì)胞混合物灌入該外殼內(nèi)，采用交聯(lián)劑或聚合助劑固定或固化水凝膠；將所述的外殼頂部和外殼底部拆除，得到含雙層主體結(jié)構(gòu)的心臟模擬結(jié)構(gòu)；重復(fù)上述操作，得到含多層主體結(jié)構(gòu)的心臟模擬結(jié)構(gòu)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有以下有益效果：①本發(fā)明的心臟模擬結(jié)構(gòu)，接近人體器官的真實(shí)形貌；該發(fā)明的心臟模擬結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)為心肌種子細(xì)胞和水凝膠的混合物，水凝膠具備較高的生物安全性和生物相容性，心肌種子細(xì)胞的搏動(dòng)能力保證了心臟模擬結(jié)構(gòu)泵血；該發(fā)明還具備心臟腔室結(jié)構(gòu)，模擬真實(shí)心房和心室的功能和形貌；②本發(fā)明的心臟模擬結(jié)構(gòu)包括血管系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)；為復(fù)雜器官的制備引入了多重仿生系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)形態(tài)與多重功能的結(jié)合；③本發(fā)明的專用模具的外殼保證了成形結(jié)構(gòu)的快速成形，擴(kuò)大了水凝膠材料的可用范圍；多層外殼可實(shí)現(xiàn)心臟模擬結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)的材料梯度和細(xì)胞梯度；氣囊保證了心臟腔室結(jié)構(gòu)的快速構(gòu)建；分支狀或螺旋狀的血管系統(tǒng)導(dǎo)管有助于模擬體內(nèi)血液交換；④本發(fā)明的專用模具制作簡(jiǎn)便，能夠作為個(gè)性化的心臟模擬結(jié)構(gòu)的構(gòu)建輔助；同時(shí)利用組合模具法擴(kuò)大了材料和細(xì)胞的使用范圍，節(jié)省了時(shí)間和資金成本。附圖說明下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1a和圖1b分別為含螺旋狀血管系統(tǒng)的具備單心臟腔室結(jié)構(gòu)的心臟模擬結(jié)構(gòu)的示意圖和截面示意圖。圖1c為含樹枝狀血管系統(tǒng)的具備單心臟腔室結(jié)構(gòu)的心臟模擬結(jié)構(gòu)的示意圖。圖1d和圖1e分別為含螺旋狀血管系統(tǒng)的具備雙心臟腔室結(jié)構(gòu)的心臟模擬結(jié)構(gòu)的示意圖和截面示意圖。圖2a和圖2b分別為制備具有單層和雙層外殼的心臟模擬結(jié)構(gòu)專用模具的組合示意圖。圖3為制備具備雙心臟腔室結(jié)構(gòu)的心臟模擬結(jié)構(gòu)的專用模具的組合示意圖。圖4a、4b、4c、4d、4e、4f和4g為專用模具的外殼頂部、通孔位置不同的另一外殼頂部、外殼底部、氣囊、螺旋狀血管系統(tǒng)導(dǎo)管、樹枝狀血管系統(tǒng)導(dǎo)管和神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管。圖5為心臟模擬結(jié)構(gòu)的血管系統(tǒng)的示意圖。圖中：101-主體結(jié)構(gòu)；102-心臟腔室結(jié)構(gòu)；103-螺旋狀血管系統(tǒng)；104-神經(jīng)系統(tǒng)；105-另一螺旋狀血管系統(tǒng)；106-樹枝狀血管系統(tǒng)；201-外殼頂部；202-外殼底部；203-氣囊；204-血管系統(tǒng)導(dǎo)管；205-彎曲的神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管；206-通孔；207-另一層的外殼頂部；208-另一層的外殼底部；301-第二個(gè)氣囊；302-第二個(gè)血管系統(tǒng)導(dǎo)管；303-非彎曲的神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管；501-血管系統(tǒng)導(dǎo)管的小孔；502-水凝膠層；503-血管種子細(xì)胞。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1a和圖1b分別為含螺旋狀血管系統(tǒng)的具備單心臟腔室結(jié)構(gòu)的心臟模擬結(jié)構(gòu)的示意圖和截面示意圖；所述心臟模擬結(jié)構(gòu)包括主體結(jié)構(gòu)101、一個(gè)心臟腔室結(jié)構(gòu)102、一個(gè)螺旋狀血管系統(tǒng)103和至少一個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)104；所述的心臟腔室結(jié)構(gòu)102、血管系統(tǒng)103和神經(jīng)系統(tǒng)104位于主體結(jié)構(gòu)101內(nèi)部；所述主體結(jié)構(gòu)101外輪廓呈動(dòng)物體心臟的形狀、紡錘體狀、球體形狀或橢球體形狀，其材質(zhì)為混有心肌種子細(xì)胞的水凝膠；所述心臟腔室結(jié)構(gòu)102輪廓呈動(dòng)物體心房的形狀、心室的形狀、紡錘體狀、球體形狀或橢球體形狀；所述血管系統(tǒng)103為含血管種子細(xì)胞的類血管結(jié)構(gòu)，所述血管系統(tǒng)103包括血管系統(tǒng)導(dǎo)管204和水凝膠層502，所述血管系統(tǒng)以螺旋狀103分布于心臟腔室結(jié)構(gòu)102外圍；所述神經(jīng)系統(tǒng)104為含神經(jīng)種子細(xì)胞的導(dǎo)管。圖1c為含樹枝狀血管系統(tǒng)的具備單心臟腔室結(jié)構(gòu)的心臟模擬結(jié)構(gòu)的示意圖；所述血管系統(tǒng)103包括血管系統(tǒng)導(dǎo)管204和水凝膠層502，所述血管系統(tǒng)以樹枝狀106分布于心臟腔室結(jié)構(gòu)102外圍；所述神經(jīng)系統(tǒng)104為含神經(jīng)種子細(xì)胞的導(dǎo)管。圖1d和圖1e分別為含螺旋狀血管系統(tǒng)的具備雙心臟腔室結(jié)構(gòu)的心臟模擬結(jié)構(gòu)的示意圖和截面示意圖。上述圖中的心臟模擬結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)101的水凝膠和血管系統(tǒng)103的水凝膠均采用質(zhì)量百分濃度為0.1～20％的海藻酸鈉、活性肽、膠原、基質(zhì)膠、肝素、硫酸軟骨素、透明質(zhì)酸、粘多糖、糖蛋白、基質(zhì)膠、右旋糖、殼聚糖、明膠和纖維蛋白原中的至少一種。上述的心肌種子細(xì)胞為胚心肌細(xì)胞、心臟干細(xì)胞、成體心肌細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中的至少一種；所述血管種子細(xì)胞504為脂肪干細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中的至少一種；所述神經(jīng)種子細(xì)胞為神經(jīng)元、雪旺氏細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中的至少一種。如圖5，心臟模擬結(jié)構(gòu)的血管系統(tǒng)103的水凝膠層502貼于血管系統(tǒng)導(dǎo)管204外層；所述血管系統(tǒng)導(dǎo)管204壁上含小孔501；所述水凝膠層502含血管種子細(xì)胞503；所述血管系統(tǒng)導(dǎo)管204為合成高分子材料。血管系統(tǒng)103的水凝膠層502厚度為100μm-5mm；所述血管系統(tǒng)導(dǎo)管204直徑為1μm-5mm，所述小孔501孔徑為0.01μm-2mm。所述血管系統(tǒng)導(dǎo)管204的合成高分子材料為聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚己內(nèi)酯、聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、膨體聚四氟乙烯、聚乳酸、硅橡膠、羥甲基纖維素鈉、聚乳酸-羥基乙酸共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一種。圖2a和圖2b分別為制備具有單層和雙層外殼的心臟模擬結(jié)構(gòu)專用模具的組合示意圖。所述專用模具包括至少一個(gè)氣囊203、至少一個(gè)血管系統(tǒng)導(dǎo)管204、至少一個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管205和至少一層外殼；多層外殼逐級(jí)嵌套，每層外殼包括一個(gè)外殼頂部201和一個(gè)外殼底部202，該外殼頂部201和外殼底部202相互嵌合，外殼頂部設(shè)有通孔206；所述氣囊203、血管系統(tǒng)導(dǎo)管204和神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管205位于最內(nèi)層的外殼的內(nèi)部；所述氣囊203、血管系統(tǒng)導(dǎo)管204和神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管205穿過外殼頂部的通孔206；所述血管系統(tǒng)導(dǎo)管204以樹枝狀或螺旋狀分布于氣囊203外圍。圖3為制備具備雙心臟腔室結(jié)構(gòu)的心臟模擬結(jié)構(gòu)的專用模具的組合示意圖；圖4a、4b、4c、4d、4e、4f和4g為專用模具的外殼頂部、通孔位置不同的另一外殼頂部、外殼底部、氣囊、螺旋狀血管系統(tǒng)導(dǎo)管、樹枝狀血管系統(tǒng)導(dǎo)管和神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)管。上述專用模具的外殼頂部201和外殼底部202的材質(zhì)為塑料或金屬；所述氣囊203為橡膠氣球。本發(fā)明利用專用模具來制備心臟模擬結(jié)構(gòu)，其方法包括如下步驟：1)制備專用模具的外殼：利用機(jī)加工或三維打印的方法制備所述專用模具的外殼頂部201和外殼底部202；2)制備血管系統(tǒng)：將配制好的質(zhì)量百分濃度為0.1～20％的水凝膠與至少一種血管種子細(xì)胞混合，使得細(xì)胞密度為10～108個(gè)/mL，并將該混合物裝載到三維打印設(shè)備中，用于制備含細(xì)胞的水凝膠層502；將合成高分子材料裝入三維打印設(shè)備中，用于制備血管系統(tǒng)導(dǎo)管204；利用雙噴頭三維打印技術(shù)制備螺旋狀或樹枝狀血管系統(tǒng)103的水凝膠層502和系統(tǒng)導(dǎo)管204，使得所述水凝膠層502貼于血管系統(tǒng)導(dǎo)管204外部；采用交聯(lián)劑或聚合助劑固定或固化水凝膠；3)制備神經(jīng)系統(tǒng)：將配制好的質(zhì)量百分濃度為0.1～20％的水凝膠與至少一種神經(jīng)種子細(xì)胞混合，使得細(xì)胞密度為10～108個(gè)/mL，并將該混合物裝載到三維打印設(shè)備中；將合成高分子材料裝入三維打印設(shè)備中；利用雙噴頭三維打印技術(shù)制備神經(jīng)系統(tǒng)；采用交聯(lián)劑或聚合助劑固定或固化水凝膠；4)模具組裝：將充氣的氣囊203、已制備好的血管系統(tǒng)103和已制備好的神經(jīng)系統(tǒng)104穿過所述外殼頂部201的通孔206中，然后將外殼頂部201和外殼底部202嵌合組裝；5)制備結(jié)構(gòu)主體：將配制好的質(zhì)量百分濃度為0.1～20％的水凝膠與至少一種心肌種子細(xì)胞混合，使得細(xì)胞密度為10～109個(gè)/mL；將該水凝膠與心肌種子細(xì)胞混合物通過通孔206灌入外殼內(nèi)，采用交聯(lián)劑或聚合助劑固定或固化水凝膠；將外殼頂部201和外殼底部202拆除，將氣囊203放氣后拔出，得到心臟腔室結(jié)構(gòu)，并用水凝膠密封所遺留的孔洞，得到含單層主體結(jié)構(gòu)的心臟模擬結(jié)構(gòu)。6)將含單層主體結(jié)構(gòu)的心臟模擬結(jié)構(gòu)放入另一層的外殼頂部207和外殼底部208組成的外殼中，將水凝膠與心肌種子細(xì)胞混合物灌入該外殼內(nèi)，采用交聯(lián)劑或聚合助劑固定或固化水凝膠；將所述的外殼頂部207和外殼底部208拆除，得到含雙層主體結(jié)構(gòu)的心臟模擬結(jié)構(gòu)；重復(fù)上述操作，得到含多層主體結(jié)構(gòu)的心臟模擬結(jié)構(gòu)。下面舉出幾個(gè)具體的實(shí)施例，以進(jìn)一步理解本發(fā)明。實(shí)施例1一種利用組合模具法制備含一心室一心房的心臟模擬結(jié)構(gòu)的方法1)制備專用模具：利用三維打的方法制備含一心室一心房(共兩個(gè)心臟結(jié)構(gòu)腔室)心臟模擬結(jié)構(gòu)的專用模具的外殼頂部和外殼底部，所用材料為ABS塑料，并打磨剖光，保證外殼頂部和外殼底部能夠合模；2)制備血管系統(tǒng)：將部分配制好的質(zhì)量百分濃度為2％的海藻酸鈉與血管內(nèi)皮細(xì)胞混合，使得細(xì)胞密度為106個(gè)/mL；采用雙噴頭3D打印法制備內(nèi)層為聚氨酯的血管系統(tǒng)導(dǎo)管、外層為含血管內(nèi)皮細(xì)胞的海藻酸鈉水凝膠，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的CaCl2交聯(lián)固定海藻酸鈉,得到螺旋狀血管系統(tǒng)；3)制備神經(jīng)系統(tǒng)：利用步驟2)的方法制備神經(jīng)系統(tǒng)；4)模具組裝：將充氣的兩個(gè)氣囊、已制備好的血管系統(tǒng)和已制備好的神經(jīng)系統(tǒng)穿過所述外殼頂部的通孔中，然后將外殼頂部和外殼底部嵌合組裝；5)制備結(jié)構(gòu)主體：將配制好的質(zhì)量百分濃度為1％的海藻酸鈉與心肌細(xì)胞混合，使得細(xì)胞密度為108個(gè)/mL；將該海藻酸鈉與心肌細(xì)胞的混合物裝入所述專用模具中，并采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的CaCl2交聯(lián)固定水凝膠；6)脫膜及后期工作：將外殼頂部和外殼底部拆除；將兩個(gè)氣囊放氣后拔出，并用交聯(lián)的海藻酸鈉凝膠密封拔遺留的孔洞，使心臟腔室結(jié)構(gòu)完整密封；最終得到所述的含一心室一心房的心臟模擬結(jié)構(gòu)。實(shí)施例2一種利用組合模具法制備含單心室的心臟模擬結(jié)構(gòu)的方法1)制備專用模具：利用機(jī)加工的方法制備含單心室的心臟模擬結(jié)構(gòu)的專用模具的外殼頂部和外殼底部，所用材料為有機(jī)玻璃，并打磨剖光，保證外殼頂部和外殼底部能夠合模；2)制備血管系統(tǒng)：將部分配制好的質(zhì)量百分濃度為4％的海藻酸鈉與血管平滑肌細(xì)胞混合，使得細(xì)胞密度為104個(gè)/mL；采用雙噴頭3D打印法制備內(nèi)層為聚己內(nèi)酯的血管系統(tǒng)導(dǎo)管、外層為含血管平滑肌細(xì)胞的海藻酸鈉水凝膠，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的CaCl2交聯(lián)固定海藻酸鈉,得到樹枝狀的血管系統(tǒng)；3)制備神經(jīng)系統(tǒng)：利用步驟2)的方法制備神經(jīng)系統(tǒng)；4)模具組裝：將充氣的單個(gè)氣囊、已制備好的血管系統(tǒng)和已制備好的神經(jīng)系統(tǒng)穿過所述外殼頂部的通孔中，然后將外殼頂部和外殼底部嵌合組裝；5)制備結(jié)構(gòu)主體：將配制好的質(zhì)量百分濃度為1％的海藻酸鈉與心肌細(xì)胞混合，使得細(xì)胞密度為107個(gè)/mL；將該海藻酸鈉與心肌細(xì)胞的混合物裝入所述專用模具中，并采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％的CaCl2交聯(lián)固定水凝膠；6)脫膜及后期工作：將外殼頂部和外殼底部拆除；將氣囊放氣后拔出，并用交聯(lián)的海藻酸鈉凝膠密封拔遺留的孔洞，使心臟腔室結(jié)構(gòu)完整密封；最終得到所述的具備單層主體結(jié)構(gòu)的含單心室的心臟模擬結(jié)構(gòu)；7)將步驟6)中的具備單層主體結(jié)構(gòu)的單心室的心臟模擬結(jié)構(gòu)放入另一層更大尺寸的專用模具的外殼中，重復(fù)步驟5)和6)，得到具備多層主體結(jié)構(gòu)的含單心室的心臟模擬結(jié)構(gòu)。實(shí)施例3一種利用組合模具法制備含兩心室兩心房心臟模擬結(jié)構(gòu)的方法1)制備專用模具：利用三維打的方法制備含兩心室兩心房(四個(gè)心臟腔室結(jié)構(gòu))的心臟模擬結(jié)構(gòu)的專用模具的外殼頂部和外殼底部，所用材料為不銹鋼，并打磨剖光，保證外殼頂部和外殼底部能夠合模；2)制備血管系統(tǒng)：將部分配制好的質(zhì)量百分濃度為20％明膠與1％的纖維蛋白原等體積混合，其中加入脂肪干細(xì)胞/血管內(nèi)皮細(xì)胞(1:1)混合物，使得細(xì)胞密度為106個(gè)/mL；采用雙噴頭3D打印法制備內(nèi)層為聚氨酯的血管系統(tǒng)導(dǎo)管、外層為含脂肪干細(xì)胞/血管內(nèi)皮細(xì)胞明膠/纖維蛋白原水凝膠的樹枝狀血管系統(tǒng),采用凝血酶溶液(1000U/mL)使纖維蛋白原聚合固化；3)制備神經(jīng)系統(tǒng)：利用步驟2)的方法制備神經(jīng)系統(tǒng)；4)模具組裝：將充氣的四個(gè)氣囊、已制備好的血管系統(tǒng)和已制備好的神經(jīng)系統(tǒng)穿過所述外殼頂部的通孔中，然后將外殼頂部和外殼底部嵌合組裝；5)制備結(jié)構(gòu)主體：將配制好的質(zhì)量百分濃度為1％的纖維蛋白原與心肌細(xì)胞混合，使得細(xì)胞密度為104個(gè)/mL；將該纖維蛋白原與心肌細(xì)胞的混合物裝入所述專用模具中，并采用凝血酶溶液(1000U/mL)使纖維蛋白原聚合固化；6)脫膜及后期工作：將外殼頂部和外殼底部拆除；將四個(gè)氣囊放氣后拔出，并用纖維蛋白原聚合固化密封拔出氣囊所遺留的孔洞，使心臟腔室結(jié)構(gòu)完整密封；得到所述的心臟模擬結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備兩心室兩心房。