基于DLP生物3D打印κ-卡拉膠水凝膠制造組織工程支架

供稿人：連偉龍 連芩 供稿單位：西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室

人工制造生物組織和器官作為患者移植替代品的需求推動了組織工程領(lǐng)域的發(fā)展�；�于數(shù)字光處理(DLP)的生物3D打印技術(shù)具有快速制造含細(xì)胞的復(fù)雜三維支架的優(yōu)勢。印度科學(xué)院的研究人員開發(fā)的新型MA-κ-CA水凝膠生物墨水可以通過基于DLP的生物3D打印進(jìn)行處理，通過對具有高打印分辨率、快速構(gòu)建速率（6秒/層）、可擴(kuò)展性和成本效益的預(yù)聚物進(jìn)行光固化來制造復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，再現(xiàn)了組織和器官的復(fù)雜結(jié)構(gòu)特性。

圖1 DLP 3D打印MA-κ-CA水凝膠示意圖

配制了不同濃度(1-5% w/v)的MA-κ-CA水凝膠，對其溶脹、降解、機(jī)械和流變特性以及生物打印的適用性進(jìn)行了完整的表征，并評價了細(xì)胞活性、黏度和剪切稀化行為。使用DLP 3D打印技術(shù)展示了可光固化甲基丙烯酸酯-κ-卡拉膠(MA-κ-CA)的出色打印性能，打印出高度復(fù)雜的三維MA-κ-CA水凝膠支架，支架中含有的NIH-3T3細(xì)胞在數(shù)天內(nèi)表現(xiàn)出較高的活力和良好的增殖能力。

圖2 三維結(jié)構(gòu)和細(xì)胞活性評價

該研究開發(fā)的光聚合MA-κ-CA水凝膠生物墨水為各種軟組織的生物3D打印提供了機(jī)會，這些軟組織可以真實地模仿天然組織的生物力學(xué)特性和復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：
Kumari S, Mondal P, Chatterjee K. Digital light processing-based 3D bioprinting of kappa-carrageenan hydrogels for engineering cell-loaded tissue scaffolds[J]. Carbohydr Polym, 2022, 290: 119508.