供稿人:顧恒、連芩 供稿單位：機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室 發(fā)布日期：2019-05-01
光固化水凝膠因其在交聯(lián)過程易控、固化速度快、非接觸式成型的特點受到廣泛關注。光交聯(lián)過程與光引發(fā)劑息息相關，常用的光引發(fā)劑的吸收峰在250nm-400nm之間，長時間暴露在此光強下會對細胞的DNA造成損傷，增加致癌風險。因此，在細胞3D打印過程中使用可見光交聯(lián)是一種更安全的方式。
圖1 可見光打印系統(tǒng)（A）設備原理圖（B）單層打印原理圖（C）多層打印過程圖
為此，英屬哥倫比亞大學的Wang Zongjie等人利用面曝光技術（如圖1所示），選用曙紅Y（Eosin Y water soluble，EY，光吸收峰介于500nm-600nm）、 三乙醇胺（triethanolamine，TEA）、乙烯基吡咯烷酮（1-vinyl-2-pyrrolidinone ，NVP）共同作為光引發(fā)劑來交聯(lián)含細胞的光敏明膠（gelatin methacryloyl，GelMA）。打印結果如圖2所示，除了可以方便快速地制造各種結構（圖2 A，B所示）外，與紫外光交聯(lián)的GelMA相比，可見光交聯(lián)的GelMA顯示出包埋在其中的3T3細胞具有更高的活性，如圖2（C）所示。
圖2 可見光打印系統(tǒng)（A,B）打印楓葉模型（C）細胞活性分析
圖 3 第5天細胞染色圖
更重要的是，經(jīng)過5天的培養(yǎng)，3T3細胞在支架內達到高度融合。細胞在EY - GelMA凝膠中形成了三維網(wǎng)絡（如圖3所示）。這證明了EY - GelMA水凝膠優(yōu)異的生物相容性，顯示了在組織工程和生物制造領域具有巨大的應用價值。