淀粉基支撑材料与明胶基生物墨水交替挤出用于3D生物打印的应用研究

本研究发现了一种基于淀粉的支撑材料，可交替挤出低粘度明胶-Ph（gelatin-Ph）生物墨水，实现高细胞活性（>80%）的3D打印构建。该材料不仅提供力学支撑，还通过释放H2O2促进HRP酶催化交联，并可用α-淀粉酶温和去除，在骨组织工程中展现出良好的分化潜能（ALP活性、钙沉积及基因表达证据），为软水凝胶构建提供了创新性解决方案。

　　

Materials（材料）

B型牛明胶（约225 g bloom）购自Sigma-Aldrich（美国密苏里州）。小麦淀粉、辣根过氧化物酶（HRP；140和200 U/mg）、H₂O₂水溶液（30 w/w%）、N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）、4-吗啉乙磺酸（MES）、牛肝过氧化氢酶（8,000 U/mg）、胶原酶（190 U/mg）、对硝基苯磷酸二钠（pNPP）、茜素红及4%多聚甲醛均购自富士胶片和光纯药（日本大阪）。

Characterization and Printability of Support Material and Ink（支撑材料与墨水的表征与可打印性）

3D打印材料需满足基础流变学要求，如具有合适的粘度和剪切稀化行为，以实现平滑挤出并维持结构完整性。为满足这些标准，我们首先测试了淀粉悬浮液在不同温度（60、80和100°C）和加热时间（1、5和10分钟）下的糊化特性。温度升高导致粘度增加（图S3a）。打印测试表明……

Conclusions（结论）

本研究证明了淀粉作为支撑材料在3D打印细胞负载构建物中的实用性：通过交替挤出含明胶-Ph、HRP和UE7T-13细胞的低粘度生物墨水，与添加H₂O₂的淀粉基支撑材料相结合。该支撑系统不仅提供结构支持，还能诱导HRP催化生物墨水凝胶化，并通过α-淀粉酶溶液浸泡实现轻松去除。这一系统使得复杂……