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 發(fā)布日期：2021-04-17
在組織工程領(lǐng)域，所選擇的材料應(yīng)具有特定的物理和化學(xué)特性，例如機(jī)械，流變，化學(xué)和生物學(xué)特性，并利用3D打印構(gòu)建與細(xì)胞微環(huán)境相似條件的類組織結(jié)構(gòu)，可以維持結(jié)構(gòu)中活細(xì)胞的特定活性和特性。韓國機(jī)械與材料研究所（KIMM）采用脫細(xì)胞工藝制備了豬皮粉，并將豬皮粉與具有良好可打印性的海藻酸鹽混合，開發(fā)了新型生物墨水。通過測定3D打印后含豬皮粉墨水的流變特性、生物相容性及細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的形成，結(jié)果表明當(dāng)2%海藻酸鹽水凝膠中含有10mg/mL豬皮粉時的生物墨水具有更好的可打印性，且是無毒的。
圖 1. 含細(xì)胞支架打印流程示意圖
含細(xì)胞支架的打印流程如圖1所示：采用脫細(xì)胞工藝從豬皮中獲得豬皮粉，并與含小鼠胚胎成纖維細(xì)胞的海藻酸鹽水凝膠混合得到生物墨水，然后以220mm/s的擠出速度打印成型含細(xì)胞的支架，最后將支架浸入5％CaCl2溶液中2分鐘使支架交聯(lián)。
通過分析不同濃度豬皮粉對海藻酸鹽水凝膠生物墨水粘度的影響，發(fā)現(xiàn)隨著豬皮粉濃度的增加，粘度也隨之增加，并建立了含豬皮粉的海藻酸鹽水凝膠能夠制造具有合適粘度特性的3D打印結(jié)構(gòu)的打印參數(shù)。使用活/死試驗和WST-1細(xì)胞增殖試驗來測定打印結(jié)構(gòu)中的細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)含有10mg/mL的豬皮粉墨水的結(jié)構(gòu)中幾乎沒有觀察到死細(xì)胞，顯示出含有豬皮粉生物墨水具有良好的生物相容性，且打印的結(jié)構(gòu)中的細(xì)胞具有較高的代謝活性。