海藻酸二醛-明膠水凝膠生物墨水的生物打印和體外表征

來源：EngineeringForLife

最近出現(xiàn)的載有細(xì)胞的心肌補(bǔ)片可以用來更新心肌梗死(MI，通常被認(rèn)為是心臟病發(fā)作)修復(fù)的細(xì)胞來源。然而，由于當(dāng)前可用的水凝膠和現(xiàn)有加工技術(shù)的局限性，具有多孔結(jié)構(gòu)的帶有細(xì)胞的補(bǔ)片的制造仍然具有挑戰(zhàn)性。

近期，薩斯喀徹溫大學(xué)Fu You等人在Bio-Design and Manufacturing發(fā)表了題為Bioprinting and in vitro characterization of alginate dialdehyde–gelatin hydrogel bio-ink的文章利用生物打印技術(shù)來制造水凝膠補(bǔ)片，并在可打印性，機(jī)械和生物性能上對(duì)其進(jìn)行表征。用海藻酸二醛（ADA）和明膠（GEL）配制載有細(xì)胞的水凝膠（生物墨水），以提高可打印性，降解性和生物活性。我們?cè)O(shè)計(jì)了五組水凝膠成分，以研究ADA的氧化度和水凝膠濃度對(duì)打印支架性能的影響�？傮w上ADA-GEL水凝膠顯示出對(duì)活細(xì)胞（EA.hy926細(xì)胞和雜交人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞系）有利。氧化度為10%，濃度比為70/30（或10%ADA70–GEL30）的水凝膠在實(shí)驗(yàn)組中顯示出最佳的可打印性。配制的水凝膠也用活細(xì)胞（EA.hy926）進(jìn)行生物打印，然后將打印的支架進(jìn)行7天的細(xì)胞培養(yǎng)。我們的結(jié)果表明，用10%ADA70–GEL30水凝膠進(jìn)行生物打印的支架具有最均勻的細(xì)胞分布和最高的細(xì)胞活性。綜上所述，在本研究中，我們用海藻酸二醛和明膠合成了一種生物墨水新配方，并首次將它們用于心肌補(bǔ)片的生物打印，此補(bǔ)片有可能用于心肌梗死的修復(fù)。

圖一 用各組水凝膠打印的支架照片

圖二 生物打印的載有EA.hy926細(xì)胞的水凝膠支架的熒光圖像

圖三 所有水凝膠組第1天和第7天的細(xì)胞存活率（a）和細(xì)胞數(shù)量（b）

圖四 培養(yǎng)7天后，鬼筆環(huán)肽染色的EA.hy926細(xì)胞的水凝膠支架的共聚焦激光掃描顯微圖像 a,b: 10%ADA70–GEL30, c: 5% ALG

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