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(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(dòng)了組織工程領(lǐng)域的發(fā)展。基于數(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(jià)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(jià)

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(shí)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.