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生物3D打印之光敏材料的奇妙世界

更新时间: 2024-12-27 09:09:45  查看次数: 107    
甲基丙烯酸酐化明胶,简称GelMA,它是明胶和甲基丙烯酸酐反应后得到的东西。GelMA已经变成光固化生物3D打印里最常用的光敏材料了,而且还能标准化生产呢。GelMA分子链上保留了明胶里的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)序列和基质金属蛋白酶(MMP)的靶序列,这对实现细胞的黏附以及材料的降解都有帮助。浙江大学的贺永等人还利用GelMA打印出了负载有活细胞的纤维结构。不过呢,GelMA的材料来源是动物胶原蛋白水解得到的明胶,所以它有一定的免疫原性,这就限制了它的应用范围。
郴州3D打印
GelMA这种光敏水凝胶材料给我们开发新型光敏生物墨水提供了一个挺有用的思路,那就是把生物相容性好的天然水凝胶材料和带有光敏基团的合成高分子材料结合起来,这样就能得到同时具备两者优点的新型光敏生物墨水了。按照这个思路,还做出了没有免疫原性的壳聚糖光敏生物墨水呢。
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常用的光敏水凝胶生物墨水的原材料大多是像光敏树脂、PEGDA这类人工合成的高分子材料。虽说它们光响应性能挺好,可人工高分子本身生物相容性差这个缺点,限制了它们在生物墨水方面的使用。天然高分子材料呢,生物相容性倒是好,可通常没有光敏性。而且呀,在水凝胶交联过程中,紫外光和光引发剂产生的自由基会对细胞的生物活性有伤害,所以制造生物墨水的时候,得选好合适的光引发剂,还要控制好光源的作用时间。这两点因素都对光敏性水凝胶生物墨水的发展起到了限制作用。
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人工水凝胶和天然水凝胶混合起来,这是改善生物墨水细胞相容性的一个简单又常用的办法。不过单纯的物理混合有个问题,就是在光固化过程中,只有具备光响应性能的那部分会发生液-固相转变,这样一来,形成的水凝胶机械力学性能就会下降了。参考GelMA的制备过程,我们觉得通过化学接枝的方法,让那些生物相容性好的水凝胶材料具备光固化的能力,这才是制备新型光敏性生物墨水比较理想的办法呢。