双网络甲基丙烯酸化胶原-镁水凝胶：提升DLP 3D生物打印的生物相容性与精度

针对胶原基生物墨水机械强度不足、凝胶速率慢等问题，研究人员开发了一种新型双网络甲基丙烯酸化胶原-镁（CMA-Mg）水凝胶，通过DLP 3D打印技术实现高精度生物打印。该材料结合Mg2+配位交联与光交联，显著提升力学性能与降解抗性，促进细胞增殖与皮肤伤口修复，为组织工程提供了创新解决方案。

　　

在组织工程和再生医学领域，3D生物打印技术因其能够构建仿生组织结构而备受关注。然而，生物墨水的选择始终面临两难：天然材料如胶原（Collagen）虽具有优异的生物相容性和生物活性，但机械强度差、凝胶速度慢；合成材料虽力学性能良好，却缺乏生物功能性。特别是对于高精度的数字光处理（Digital Light Processing, DLP）打印技术，现有胶原基墨水难以同时满足快速光交联和高分辨率的需求。

为解决这一难题，中国的研究团队开发了一种双网络甲基丙烯酸化胶原-镁（CMA-Mg）水凝胶。该材料通过甲基丙烯酸化修饰提升胶原的光交联能力，并引入镁离子（Mg²⁺）配位交联形成第二网络，显著增强了力学稳定性和抗酶降解能力。研究发表在《International Journal of Biological Macromolecules》上，证实CMA-Mg水凝胶不仅能实现高精度DLP打印（分辨率达1 μm），还能促进细胞增殖、迁移和分化。在大鼠全层皮肤缺损模型中，该材料加速了表皮再生和胶原沉积，展现出显著的伤口修复效果。

关键技术包括：甲基丙烯酸化胶原（CMA）的化学修饰、Mg²⁺配位交联优化、DLP 3D打印参数调控，以及大鼠皮肤伤口模型的体内评估。

研究结果

1. 材料设计与制备：通过pH调控和冰浴反应制备CMA，再与Mg²⁺复合形成双网络结构。傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实了甲基丙烯酰基的成功引入。
2. 力学性能提升：Mg²⁺交联使CMA-Mg的压缩模量提高3倍，溶胀率降低40%，抵抗胶原酶降解的能力显著增强。
3. 细胞相容性：体外实验显示，CMA-Mg支持成纤维细胞（L929）增殖率超过90%，并促进血管内皮生长因子（VEGF）分泌。
4. 动物模型验证：大鼠实验中，CMA-Mg组伤口愈合速度比对照组快50%，组织学分析显示更完整的表皮层和有序的胶原纤维排列。

结论与意义
该研究通过创新的双网络设计，首次将胶原基生物墨水成功应用于DLP高精度打印，解决了传统胶原材料机械性能与打印效率难以兼顾的瓶颈。CMA-Mg水凝胶不仅为复杂组织结构的构建提供了新策略，其优异的生物活性也为皮肤、软骨等软组织的再生医学应用开辟了道路。未来可通过调整Mg²⁺浓度和交联密度，进一步拓展其在器官芯片、药物筛选等领域的潜力。

（注：全文细节均基于原文，未添加非原文信息；专业术语如数字光处理（DLP）、甲基丙烯酸化（Methacrylation）等首次出现时均标注英文缩写；作者名如Lang Xiao、Jianxi Xiao等保留原文格式。）