用于细胞打印的可见光交联水凝胶

供稿人:顾恒、连芩

光固化水凝胶因其在交联过程易控、固化速度快、非接触式成型的特点受到广泛关注。光交联过程与光引发剂息息相关，常用的光引发剂的吸收峰在250nm-400nm之间，长时间暴露在此光强下会对细胞的DNA造成损伤，增加致癌风险。因此，在细胞3D打印过程中使用可见光交联是一种更安全的方式。

图1 可见光打印系统（A）设备原理图（B）单层打印原理图（C）多层打印过程图

为此，英属哥伦比亚大学的Wang Zongjie等人利用面曝光技术（如图1所示），选用曙红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）共同作为光引发剂来交联含细胞的光敏明胶（gelatin methacryloyl，GelMA）。打印结果如图2所示，除了可以方便快速地制造各种结构（图2 A，B所示）外，与紫外光交联的GelMA相比，可见光交联的GelMA显示出包埋在其中的3T3细胞具有更高的活性，如图2（C）所示。

图2 可见光打印系统（A,B）打印枫叶模型（C）细胞活性分析

图 3 第5天细胞染色图

更重要的是，经过5天的培养，3T3细胞在支架内达到高度融合。细胞在EY - GelMA凝胶中形成了三维网络（如图3所示）。这证明了EY - GelMA水凝胶优异的生物相容性，显示了在组织工程和生物制造领域具有巨大的应用价值。

参考文献：
Zongjie W , Hitendra K , Zhenlin T , et al. Visible Light Photoinitiation of Cell Adhesive Gelatin Methacryloyl Hydrogels for Stereolithography 3D Bioprinting[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2018:acsami.8b06607.

供稿人:顾恒、连芩
供稿单位：机械制造系统工程国家重点实验室