结合水的意思，结合水的意思是什么

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生物3D打印技术通过将含有细胞的生物墨水按照预定路径堆叠，形成结构复杂的3D组织和器官，在模仿自然组织结构方面也显示出独特的优势[1]。水凝胶微是一种尺寸为微米级的水凝胶，已广泛应用于生物医学领域。近年来，利用水凝胶微作为生物墨水进行生物3D打印的研究逐渐兴起[2]。本期EFL整理了凝胶微在生物3D打印中的应用，供大家参考和研究。

1ACSAMIIF10383微介导的高效3D打印策略；2023年

材料壳聚糖微、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺。

方法采用在酸性介质中具有显着溶胀行为的纳米纤维编织而成，采用低温碱/尿素水溶剂体系与乳液法相结合构建壳聚糖微。将干燥的壳聚糖微分散到含有单体和交联剂的预聚合溶液中。通过离心或真空过滤来堵塞微，以除去微之间的水性介质，从而产生可挤出的墨水。

结果原位聚合后，壳聚糖微与二次化学网络相互渗透，最终形成坚韧的双网络3D打印水凝胶。将壳聚糖微打印到人工韧带上，拉伸过程中电阻随着应变而增加，在1000次加载-卸载循环下表现出良好的循环稳定性，表明其作为应变传感器的应用潜力。

图13D打印壳聚糖微制备过程示意图

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2NatureCommunicationsIF17694原位生物3D打印及其“生物混凝土”墨水；2022年

材料GelMA微、骨髓间充质干细胞。

方法以预功能化细胞负载微为“石头”，高浓度GelMA水凝胶预聚溶液为“水泥”，开发机器人原位生物3D打印系统。从墨水的流变稳定性、原位印刷适性、复合机械性能、打印/组织结合力和体内修复能力等方面进行了表征，并设计了应急救援套件，使墨水系统更加便携。原位打印采用机械臂系统，注射泵系统夹紧在机械臂上，实现墨水的恒定流动。原位打印喷嘴采用锥形塑料喷嘴。根据大鼠“患者”颅骨缺损的不同3D结构，对“患者”的缺损进行原位打印。打印完成后，用405纳米蓝光手电筒对墨水进行光固化，最后缝合“病人”伤口并对伤口进行消。

结果实验结果表明，“生物混凝土”墨水和高浓度水凝胶中的低强度细胞微在微观上类似于一系列微+弹簧，具有局部低模量和整体高模量，细胞发育和保持印刷结构形状的能力；墨水并不是直接使用细胞作为原料，而是经过培养、具有微组织功能的细胞。打印后，可以更快地在受损部位发挥作用，加速组织修复；油墨具有良好的温度稳定性，可在4-37范围内原位印刷；由于墨水的主体是稳定且固化的水凝胶微，即使沉积在血水环境中也能保持3D形状；由于水凝胶预聚液体对缺陷组织表面的浸润以及氢键的作用，打印结构的粘附性良好；该墨水可以通过液氮冷冻并携带到野外，有望用于战场、救灾等恶劣环境下的急症治疗。

图2生物墨水的设计思路和制备/使用方法A-C示意图

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3先进医疗材料IF110923D打印微凝胶支架，孔隙率可调，促进细胞渗透；2021年

材料牺牲明胶微凝胶、GelMA微凝胶、人脐静脉内皮细胞。

方法通过使用牺牲明胶微凝胶与甲基丙烯酸酯明胶微凝胶的混合来控制3D生物打印颗粒生物墨水的孔隙率。通过3D打印和紫外光交联后，牺牲明胶微凝胶可以通过在37下孵育和洗涤去除，剩余的凝胶支架由微凝胶交联网络组成。

结果微凝胶含量高于5wt的生物墨水适合打印垂直结构而不会塌陷。随着复合油墨中明胶微凝胶相对比例的增加，交联明胶微凝胶之间形成的孔隙空间也逐渐增大。大，表明油墨具有可调的印刷性能和孔隙率。此外，各组凝胶均可实现内皮细胞的高存活率，为内皮细胞提供宽松的迁移环境。

图3牺牲明胶微凝胶微孔GelMA微凝胶生物墨水的设计

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4InternationalJournalofBioprintingIF74223D生物打印可控孔隙墨水构建厘米级血管化组织；2022年

材料血管内皮生长因子、GelMA水凝胶、内皮细胞。

方法以组织主细胞和血管内皮生长因子混合的GelMA水凝胶预聚物作为墨水的主要成分，负载人体血管内皮细胞的明胶微作为墨水的辅助成分。它通过挤出生物3D打印机打印为厘米级结构，沉积的结构通过405nm蓝光与GelMA预聚物交联。

结果水凝胶微在37培养箱中培养后，内部的明胶微融化成液态，并逐渐扩散到GelMA结构的外部，形成形孔道营养通道，同时释放负载的内皮细胞。时间。内皮细胞粘附于毛孔内壁，在外部GelMA中的VEGF因子和组织细胞的共同作用下逐渐形成三维出芽，在大规模结构中形成血管网络。

图43D水凝胶微制备及形成具有血管生成的多孔厘米级组织示意图

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5生物制造IF11061用于软骨和成骨的水凝胶微的三维生物组装；2022年

材料明胶甲基丙烯酰微、脐带血间充质干细胞、硫酸乙酰肝素、纳米锶。

方法利用明胶-甲基丙烯酰基制备多功能生物墨水水凝胶微。通过高通量微流体制造，将同种异体间充质干细胞封装在水凝胶微中，并添加硫酸肝素和锶纳米颗粒。用于3D生物打印的颗粒。研究其对软骨形成和成骨分化的影响。

结果含有同种异体脐带血间充质干细胞的水凝胶微可以促进软骨形成和成骨分化。这种3D生物打印与水凝胶微的混合生物制造相结合，可以修复骨骼和软骨组织。开发了一种即用型单次手术策略。

图5原理图和材料特性

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6BioactMaterIF16874受莲蓬启发的3D打印骨组织修复支架；2020年

材料GelMA水凝胶微、-TCP粉末、生物陶瓷支架、去铁胺DFO脂质体、人脐静脉内皮细胞、骨髓间充质干细胞。

方法受莲子独特生物结构的启发，通过微流控技术将去铁胺DFO脂质体制备成莲子的水凝胶微，并巧妙地与具有仿生生物结构的体内血管生长的3D打印生物陶瓷支架相结合，作用于莲子。人脐静脉内皮细胞、骨髓间充质干细胞和大鼠股骨缺损模型研究其促进骨组织修复的能力。

结果在复合支架系统中，DFO在前6小时内有效释放36，有利于促进支架内血管的快速生长。接下来的7天内，DFO的释放率达到了69，这是支架内血管化和骨髓间充质干细胞成骨分化的基础。结果表明，该复合支架能够在6小时内显着促进人脐静脉内皮细胞的血管形态。体内实验表明，该复合支架能够促进大鼠股骨缺损区血管生成和成骨相关蛋白HIF1-、CD31、OPN和OCN的表达，并显着缩短骨修复时间。综上所述，这种以莲蓬为灵感的具有体内血管化功能的多孔生物陶瓷3D打印支架未来具有广阔的应用前景。

图6GelMA微与脂质体复合成-TcP支架的复合支架示意图及其在大鼠骨缺损修复中的生物学作用

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参考

[1]冯强，李东，李强，等.微凝胶组装的制备、特性及其在组织工程和再生医学中的应用[J]生物活性材料，2022,93:105-19

[2]XuY,ZhuH,DenduluriA,etal微凝胶从生物分子到功能性的最新进展[J]Small,2022,1834:e2200180

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