清華大學張婷/熊卓《AFM》3D打印微珠雙相生物沙子

來源：高分子材料科學

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)絡以微連接的水前體，提供后結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在復雜結(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胞，共同在微規(guī)模上創(chuàng)造異質(zhì)細胞的微環(huán)境。功能。MB 生物應用開發(fā)了許多機會。

圖 1 載有細胞的 MB 生物過濾的制造和 3D 打印。

圖2MB bioink成分的流變學特征和特征。

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)的機械特性。

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

圖6肝臟功能和氫氣能量和表達水平。

總結(jié)
該團隊引入了基于細胞微環(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)絡能力堵塞和。該團隊通過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）提供的生物擴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械性能表現(xiàn)性，并表現(xiàn)出來超彈性運動、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)異異細胞微環(huán)境。團隊對肝組織的演示驗證，MB bioink 中局部增加的細胞打印密度和空間細胞模式加速了細胞再生和功能化，并進一步促進了打印的肝組織結(jié)構(gòu)的功能成熟。總體而言，具有機械性質(zhì)、超彈性和異質(zhì)微環(huán)境的 MB bioink 設計的配方為組織工程和軟機器人等生物醫(yī)學中的 3D 生物打印開辟了新的應用領域。


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張婷副墨水，和熊卓副教授。
參考文獻：
doi.org/10.1002/adfm.202109810