美国纽约大学《Biofabrication》：双交联互穿网络水凝胶3D打印仿生角膜基质

来源：EngineeringForLife

在全球范围内，角膜失明是第三大失明原因，有1270万人正在等待角膜移植。全球角膜移植组织的短缺加剧这一问题（2012年，只有1/70患者接受角膜组织移植）。由于缺乏角膜捐赠和眼库，近70个国家完全依赖进口的角膜组织进行移植，其中全球53%的人口无法获得移植。因此，迫切需要角膜移植替代品。

在本研究中，美国纽约大学Sanjairaj Vijayavenkataraman及其团队首次报道了一种由明胶甲基丙烯酰（GelMA）和氧化羧甲基纤维素（OxiCMC）双交联油墨组成的互穿网络（IPN），用于使用数字光处理（DLP）技术生物打印角膜基质等效物（CSEs）。   

图1 GelMA-OxiCMC水凝胶的配方示意图，以及仿生角膜基质等效物的数字光处理3D生物打印

图2 GelMA的合成及光交联形成互穿网络示意图

本文要点：
（1）CMC中的醛官能团与GelMA赖氨酸残基中的游离胺发生反应，通过席夫碱反应形成亚胺键（C=N）；随后，暴露于紫外光下，通过水凝胶中的光引发剂启动光聚合过程，从而形成双IPN。   

（2）双IPN增强GelMA的力学性能，能够在不使用合成生物材料、纳米颗粒或有毒交联剂的情况下更好地模拟天然角膜基质，同时保持最佳透明度。

（3）将柠檬黄光吸收剂用于提高打印保真度，确保基于DLP打印的高重复性和准确性，以模拟天然角膜基质的曲率。

综上，GelMA-OxiCMC组合的生物墨水在3D生物打印角膜基质等效物方面显示出巨大潜力，为角膜移植提供新替代方案。

参考资料：
https://doi.org/10.1088/1758-5090/adab27