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(qiáng)下會對細(xì)胞的DNA造成損傷,增加致癌風(fēng)險。因此,在細(xì)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(xué)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(xì)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(xì)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(xì)胞活性分析
圖 3 第5天細(xì)胞染色圖
更重要的是,經(jīng)過5天的培養(yǎng),3T3細(xì)胞在支架內(nèi)達(dá)到高度融合。細(xì)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。
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