中文摘要：

项目延承单喷头细胞受控组装技术成果，以快速成形技术为基础，研究多种细胞及基质材料复合的数字化组装技术。通过建立预期组装体的非均质多信息数字模型和软硬件系统，研究多材料源单喷头连续微流挤出条件下的材料分配与成形控制方法，实现不同种类细胞及基质材料准确定位、定量沉积，构建出相应数字模型的三维结构体。该技术能够将不同种类成体细胞、具有高度增殖分化能力的干细胞以及生物因子，组装成模拟自然组织器官的结构体。一方面，可预期培养成具有一定功能的类组织；另一方面，可供研究不同种类细胞在三维空间中的相互作用机理等。这一技术涉及制造科学、材料科学、细胞学和再生医学等诸多学科问题，在组织工程器官构建，体外多细胞相互作用模型研究，药物筛选系统，生物传感器等诸多领域有需求优势和重要应用价值。

结论摘要：

项目延承单喷头细胞受控组装技术成果，以快速成形技术为基础，研究了多种细胞及基质材料复合的数字化组装技术。通过建立预期组装体的非均质多信息数字模型和软硬件系统，研究了多材料源单喷头连续微流挤出条件下的材料分配与成形控制方法并制备了多材料源输送单喷头系统，实现了不同种类细胞及基质材料准确定位、定量沉积，构建出相应数字模型的三维结构体。在材料的选择和优化方面，选定了细胞组装的合适材料为明胶基复合材料，提出了基于明胶基的复合材料连续微流挤出技术，通过仿真及实验研究，最大可负载成形能力接近快速成形设备的极限，即4mm3/s，挤出成丝的线宽可在100~500μm之间；探索并归纳出挤压速度的成形区，要保证细胞较高存活率应避开低中速挤压速度区成形，即规避0.10~1.00mm3/s的挤出速度成形区间，即成形细微结构时，挤出速度控制小于0.10mm3/s；成形非细微结构时，挤出速度控制大于1.00mm3/s，进而可以在高的组装效率与组装精度、低的细胞损伤情况下，实现微观结构与力学性能可控的、宏观尺寸稳定的多种细胞的结构体。该技术能够将不同种类成体细胞、具有高度增殖分化能力的干细胞以及生物因子，组装成模拟自然组织器官的结构体。一方面，可预期培养成具有一定功能的类组织；另一方面，可供研究不同种类细胞在三维空间中的相互作用机理等。这一技术涉及制造科学、材料科学、细胞学和再生医学等诸多学科问题，在组织工程器官构建，体外多细胞相互作用模型研究，药物筛选系统，生物传感器等诸多领域有需求优势和重要应用价值。