用于細胞打印的可見光交聯(lián)水凝膠

供稿人:顧恒、連芩

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(guān)注。光交聯(lián)過程與光引發(fā)劑息息相關(guān)，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(shè)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(shù)（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(jié)果如圖2所示，除了可以方便快速地制造各種結(jié)構(gòu)（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(nèi)達到高度融合。細胞在EY - GelMA凝膠中形成了三維網(wǎng)絡(luò)（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(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價值。

參考文獻：
Zongjie W , Hitendra K , Zhenlin T , et al. Visible Light Photoinitiation of Cell Adhesive Gelatin Methacryloyl Hydrogels for Stereolithography 3D Bioprinting[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2018:acsami.8b06607.

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