用于四維活細胞生物打印的卡住微片水凝膠
時間：2023-07-19 11:52 來源：西安交通大學 作者：李紅艷 連芩 閱讀：次
使用水凝膠作為4D打印的生物墨水具有易于加工性、天然組織細胞外基質結構的仿生能力，與基于擠出的4D打印技術的高度相容性等優點，但也存在印刷分辨率不足、形狀保真度不理想和頻繁的噴嘴阻塞等阻礙。在基于水凝膠的材料中，微凝膠（例如顆粒水凝膠）已被廣泛使用，顆粒狀微凝膠在足夠的應力和溫度條件下被特殊加工成“卡住狀態”（jammed），以提高印刷適性。
伊利諾伊大學芝加哥分校的AiXiang Ding等人開發了一種卡住的異質單組分微片水凝膠（MFH）系統，由離子交聯氧化和甲基丙烯酸酯海藻酸鹽（OMA）微凝膠組成，作為4D活細胞生物打印的墨水。當加入光引發劑（PI）和紫外線吸收劑時，這種MFH可以很容易地打印到穩定的3D生物結構中，并且可以進一步交聯以形成更強大的水凝膠構建體，在水凝膠內具有交聯梯度。打印的3D生物構建體中MFH的交聯梯度允許在細胞培養基中培養后受控地變形為定義的幾何形狀（圖1）。
AiXiang Ding et al. Jammed Micro-Flake Hydrogel for Four-Dimensional Living Cell Bioprinting. Advancedmaterials.2022.
伊利諾伊大學芝加哥分校的AiXiang Ding等人開發了一種卡住的異質單組分微片水凝膠（MFH）系統，由離子交聯氧化和甲基丙烯酸酯海藻酸鹽（OMA）微凝膠組成，作為4D活細胞生物打印的墨水。當加入光引發劑（PI）和紫外線吸收劑時，這種MFH可以很容易地打印到穩定的3D生物結構中，并且可以進一步交聯以形成更強大的水凝膠構建體，在水凝膠內具有交聯梯度。打印的3D生物構建體中MFH的交聯梯度允許在細胞培養基中培養后受控地變形為定義的幾何形狀（圖1）。
圖1：結合PI和紫外線吸收劑的4D MFH生物打印方案：i）將卡住的富含細胞的MFH生物墨水打印到生物構建體中;ii）紫外線交聯以在3D打印的生物結構內產生交聯梯度;iii）在培養基中培養以驅動形狀變形。
利用這種生物墨水，使用光刻技術局部光交聯含有細胞的水凝膠棒，并在37°C下在GM中培養水凝膠棒，以引發復雜的形狀轉換。例如，以相反方向的兩個獨立梯度進行光交聯的水凝膠棒變成“生物螺旋”（圖2a）或“bioS”結構（圖2b
）。這種獨特的4D生物打印系統將在4D組織和器官工程中具有廣闊的應用前景，并可能有助于研究發育過程。
圖2：a）充滿細胞的“生物螺旋”結構的顯微照片。b） 充滿細胞的“bioS”結構的照片。
參考文獻：AiXiang Ding et al. Jammed Micro-Flake Hydrogel for Four-Dimensional Living Cell Bioprinting. Advancedmaterials.2022.
(責任編輯：admin)
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