一种IPN生物墨水及其交联工艺，用于提升3D生物打印中细胞的机械性能并实现细胞扩散的动态控制

《ACS Applied Engineering Materials》：An IPN Bioink and Cross-Linking Process for Enhanced Mechanical Properties and Dynamic Control of Cell Spreading in 3D Bioprinting

本研究提出一种动态调控水凝胶刚度的新型3D生物打印方法，通过明胶、GelMA和Alginate形成的互穿网络（IPNs）结合酶、光和离子交联机制，在提升打印结构机械性能与化学稳定性的同时，避免细胞被困并促进其扩展，为工程组织制造提供新工具。

　　

大多数基于水凝胶的3D生物打印技术所生成的构建物在机械性能上较为柔软且强度较低，因此不适合实际的组织工程应用。传统的增强水凝胶硬度的方法会导致被封装的细胞被滞留其中，并且生物反应效果也不理想。在本文中，我们介绍了一种能够动态控制打印出的细胞-水凝胶构建物硬度和强度的生物打印工艺，这种工艺有助于促进细胞的扩散。该生物打印材料由明胶、明胶甲基丙烯酸酯（GelMA）和海藻酸盐组成，每种成分分别通过酶促交联、光交联和离子交联独立地形成互穿网络（IPNs）。互穿网络的形成显著提升了打印结构的机械性能和化学稳定性。通过对各种交联机制进行时间控制，可以有效避免细胞在坚硬的水凝胶环境中被滞留，同时还能改善构建物的机械性能。这种生物墨水及交联工艺有望成为制造具有优异机械性能的工程化组织的重要工具。