一种在潮湿条件下进行生物制造的粘性生物墨水

供稿人：张智航、连芩
供稿单位：西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室
来源：中国机械工程学会增材制造技术（3D打印）分会

生物打印已成为制造有生物医学应用的活细胞支架的一种关键方法。例如，骨骼再生，软骨、皮肤、肝和神经组织，以及用于疾病调查和药物筛选的组织建模，均已通过三维（3D）生物打印实现。生物打印的一种方法是术中生物打印（IOB），其中生物墨水在外科手术过程中实时图案化在活物体上以进行组织修复。与体外生物打印后植入的组织相比，IOB最大限度地减少了样品转移或手动干预引起的污染和干扰的风险。因此，IOB是一种新兴且有前途的技术，越来越多地应用于组织修复，特别是用于骨骼，软骨和皮肤等皮肤组织的再生。

最近上海交通大学，哈佛大学等联合研究出了一种由明胶甲基丙烯酰、明胶、甲基丙烯酸化透明质酸和皮肤分泌物Andrias davidianus组成的粘性生物墨水[1]。生物墨水表现出良好的内聚力，允许在潮湿条件下的挤出生物打印，同时对具有不同化学性质的各种表面显示出良好的附着力，这是通过生物墨水配方中呈现的各种键来实现的。因此，这种生物墨水能够使用挤出生物打印制造复杂的平面和体积结构，其中使用符合人体工程学的手持式生物打印机进一步提高灵活性，以实现原位生物打印。体外实验表明，细胞保持高活力；进一步的体内研究表明，良好的整合和即时损伤密封。生物墨水的特性表明其在挤出生物打印中的潜在广泛用途，并可能将生物打印的应用扩展到原位敷料和微创组织再生等情况。

图1 IOB与手持式挤出生物打印机 a） 手持式便携式生物打印机的设计；b）在25-30°C下培养皿表面上使用手持式生物打印机进行3D生物打印; c）在潮湿条件25-30°C下使用手持式生物打印机在培养皿表面上使用粘性生物墨水（GGHS）进行生物打印的图案。 d）在25-30°C下离体猪皮肤上的原位生物打印。

参考文献：
Li, W. L.; Wang, M. A.; Wang, S. W.; Wang, X. P.; Avila, A.; Kuang, X.; Mu, X.; Garciamendez, C. E.; Jiang, Z. W.; Manriquez, J.; et al. An Adhesive Bioink toward Biofabrication under Wet Conditions. Small. DOI: 10.1002/smll.202205078.