甲基丙烯酰化海藻酸纳(ALMA)/壳聚糖-甲基丙烯酸-乳酸(Chi-MA-LA)/甲基丙烯酸酐化明胶GelMA/甲基丙烯酸透明质酸(HAMA)一系列光敏生物3D打印材料的改性

甲基丙烯酸酐化明胶(GelMA),是一种光敏性的生物水凝胶材料,新的生物相容性材料能够直接3D打印复杂的功能性活组织,例如骨骼肌和心肌。明胶甲基丙烯酰基(GelMA)是一种可光聚合的水凝胶,由甲基丙烯酸酐官能化的天然明胶组成。开发一个表征生物相容性新型和全能型多功能复合生物材料库,以获得多功能、持久和机械可调的支架。将两种多糖——甲基丙烯酸酐化学官能化的藻酸盐和羧甲基纤维素,和合成材料如聚(乙二醇)二丙烯酸酯与GelMA混合,得到可光聚合的水凝胶共混物。筛选并优化所得复合水凝胶的物理性质,用于来自C2C12鼠细胞的骨骼肌纤维的生长和发育,并与原始GelMA进行比较。所有这些复合材料都显示出高抗降解性能,可在数周内保持3D结构的高度柔韧性。


使用GelMA作为阳性基准,比较了包封在复合水凝胶中的C2C12的长期存活率。为了研究C2C12细胞的长期存活和增殖,将5%w / v GelMA溶解在PBS缓冲液中,将LAP 0.1%和1%PEGDA,CMCMA,AlgMA加入到对应于复合物的聚合物溶液中。用胰蛋白酶消化细胞,在生长培养基中制备细胞悬浮液。将材料和细胞悬浮液以1:1的比例混合,并将一滴所得溶液立即置于预先安装的PDMS模具中。将样品在UV光下照射5秒并使其在生长培养基中溶胀。脱模后的结构具有6mm直径尺寸和750μm高度尺寸。

在7天时复合水凝胶中C2C12的存活力和增殖图示

在第一个100μm深度范围内的活/死染色(死亡为红色并且以绿色生活)的代表性图像。b)相对于GelMA水凝胶,复合水凝胶中的细胞存活率表示为相对于总细胞数的活细胞。c)复合水凝胶内C2C12细胞的共聚焦显微镜照片。绿色的F-肌动蛋白和蓝色的细胞核。比例尺=200μm。

生物打印的复合水凝胶中C2C12肌管的形成图示
制造后生物打印的复合水凝胶的俯视图。比例尺=2mm。b)与喷嘴内径相比,印刷后复合水凝胶宽度的百分比变化。c)含有C2C12细胞的片状物的放大倍数。比例尺=250μm。d)3D结构成功印刷并在膨胀后保持稳定。比例尺= 2mm。e)培养11天后包封在复合水凝胶结构中的C2C12细胞的共聚焦显微镜照片。F-肌动蛋白为红色,MHC为绿色,细胞核为蓝色。比例尺=200μm。f)包封在复合水凝胶中的细长细胞的明亮场图像。比例尺=200μm。g)标准化直方图(bin = 10°),描绘了在非图案化水凝胶(深灰色)和3D打印水凝胶内的细胞骨架纤维(浅灰色)之间的角度分布。生物打印水凝胶内的C2C12在图案方向上显示出高度对齐(> 75%),而在圆柱形水凝胶内部随机分布。h)细胞排列效率的定量分析(平均值±标准偏差,** p值<0.01)。i)共聚焦显微镜图像显示在3D生物打印的复合水凝胶内的C2C12肌管中MHC(绿色)的表达。比例尺=200μm。j)包封在生物打印的复合水凝胶中的C2C12肌管的融合指数百分比。
考虑到物理性质的可调节性,这些复合水凝胶可用于其他组织工程应用:心脏,软骨或骨骼。新的复合水凝胶(GelMA-CMCMA和GelMAAlgMA)可以打印稳定和不可生物降解的骨骼肌结构,同时具有可调节的特性,以允许高细胞活力和肌细胞生成。与不可降解的先前描述的复合材料水凝胶(例如GelMAPEGDA)相比,获得了更高的细胞增殖和活力。GelMA-CMCMA和GelMA-AlgMA复合材料与生物打印方法的结合使我们能够有效地获得差异化和对齐的肌肉纤维的3D耐用结构。

CELLINK A
CELLINK A-RGD
CELLINK Bioink
CELLINK BONE
CELLINK FIBRIN
CELLINK LAMININK+
CELLINK LAMININK 111
CELLINK LAMININK 121
CELLINK LAMININK 411
CELLINK LAMININK 521
CELLINK RGD
CELLINK SKIN
Coll 1
ColMA
Bio Conductink
GelMA
GelMA A
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GelMA HA
GelMA HIGH
GelXA
GelXA BONE
GelXA FIBRIN
GelXA LAMININK+
GelXA LAMININK 111
GelXA LAMININK 121
GelXA LAMININK 411
GelXA LAMININK 521
GelXA SKIN
GelXG
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甲基丙烯酸改性明胶(GelMA)
甲基丙烯酸改性透明质酸(HA-MA)
丙烯酸酐改性普朗尼克
自交联透明质酸
以上内容来自小编zzj 2021.2.2

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