清華大學(xué)張婷/熊卓《AFM》3D打印微珠雙相生物沙子

來源：高分子材料科學(xué)

3D擠出生物打印的一個主要挑戰(zhàn)是數(shù)量有限的生物墨水，它滿足對具有必要流變特性的可打印性和具有理想微環(huán)境的功能的相反要求,。最近,，這個限制是通過開發(fā)一種通用的策略來解決的,，用于建立基于細(xì)胞的微雙相（MB）生物過濾,。MB生物墨水包含兩種成分，即微流電池下的微珠為生物打印提供了自身的變化特性,，以及形成第二聚合物網(wǎng)絡(luò)以微連接的水前體,，提供后結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中,。MB bioink 不影響可塑性的情況下提供了出色的機(jī)械性能,，并且具有極好的循環(huán)壓縮和拉伸彈性的超彈性。此外,，MB bioink 的微表面和水凝打印膠前體可以封裝不同類型的細(xì)胞,，共同在微規(guī)模上創(chuàng)造異質(zhì)細(xì)胞的微環(huán)境。功能,。MB 生物應(yīng)用開發(fā)了許多機(jī)會,。

圖 1 載有細(xì)胞的 MB 生物過濾的制造和 3D 打印。

圖2MB bioink成分的流變學(xué)特征和特征,。

圖3使用MB bioink的3D打印能力和保真度,。

圖4MB bioink 打印結(jié)構(gòu)的機(jī)械特性。

圖5具有異質(zhì)微環(huán)境的3D打印補(bǔ)化肝組織結(jié)構(gòu),。

圖6肝臟功能和氫氣能量和表達(dá)水平,。

總結(jié)
該團(tuán)隊引入了基于細(xì)胞微環(huán)境的雙雙相（MB）生物墨水的概念，3D 創(chuàng)造生物打印的通用策略,。聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)能力堵塞和,。該團(tuán)隊通過MB生物技術(shù)的這種流變（即剪切方法稀化、輻射特性和自我恢復(fù)）提供的生物擴(kuò)展制造窗口提供了驚人的生物打印,。具有高形狀高形狀保真的 3D 復(fù)雜結(jié)構(gòu),，包括鼻子、耳朵出力,、視力和大腦模型,。此外，MB 生物墨水在犧牲其任何可打印性的情況下提供了很好的機(jī)械性能表現(xiàn)性,，并表現(xiàn)出來超彈性運(yùn)動,、極好的循環(huán)壓縮和策略拉伸。這種通用且自主的為3D打印異質(zhì)組織結(jié)構(gòu)提供了一種更有效的方法論方法,，從而可以輕松調(diào)整MB bioink 以在微尺度水平上實現(xiàn)異異細(xì)胞微環(huán)境,。團(tuán)隊對肝組織的演示驗證,，MB bioink 中局部增加的細(xì)胞打印密度和空間細(xì)胞模式加速了細(xì)胞再生和功能化，并進(jìn)一步促進(jìn)了打印的肝組織結(jié)構(gòu)的功能成熟,。總體而言,，具有機(jī)械性質(zhì),、超彈性和異質(zhì)微環(huán)境的 MB bioink 設(shè)計的配方為組織工程和軟機(jī)器人等生物醫(yī)學(xué)中的 3D 生物打印開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。


相關(guān)論文以題為3D Printing of Cell-Laden Microgel-Based Biphasic Bioink with Heterogeneous Microenvironment for Biomedical Applications發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上,。通訊作者是清華大學(xué)張婷副墨水,，和熊卓副教授。
參考文獻(xiàn)：
doi.org/10.1002/adfm.202109810