【阿拉丁】3D打印生物墨水

3D生物打印是一项新兴技术，主要用于制造功能性组织结构以替代损伤或病变的组织。该技术以自动化的方式实现了组织结构的再生以及精确控制。主要3D生物打印方式有:激光辅助生物打印(LaBP)、喷墨/液滴生物打印和基于挤压的生物打印等。

实现生物打印通常需要使用生物墨水（一种或几种生物材质的水凝胶形式，常常封入目标细胞）。生物打印期间或之后，生物墨水立即交联或稳定，以实现最终组织结构的构建。理想的生物墨水应该具有目标组织的机械、流变和生物学特性，需满足如下要求，以确保生物打印组织和器官的正确功能：

1）能够生成具有足够机械强度和坚固性的组织结构，同时最好以可调的方式保留组织匹配力；

2）凝胶程度和稳定性可调，有助于生物打印具有高保真度的形状结构；

3）具有生物相容性，如有必要，需模拟目标组织自然微环境下的生物降解性能；

4）具有化学修饰的适用性，以满足目标组织的特定需求；

5）最小批间差异进行大规模生产潜力

主要生物墨水材质的优劣势及应用

类型	性质	优势	劣势	应用
明胶	由胶原蛋白的三螺旋结构部分水解成单链分子	生物相容性非免疫原性完全生物降解性	机械性能不佳	* 与戊二醛等进行化学交联，或与其它水凝胶(如纤维蛋白或藻酸盐)混合使用
明胶	由胶原蛋白的三螺旋结构部分水解成单链分子	生物相容性非免疫原性完全生物降解性	机械性能不佳	* 用甲基丙烯酸酯进行改性，形成光交联的材质
透明质酸	线性的无磺酸的糖胺聚糖	生物相容性很小的跨物种变异形成灵活水凝胶的能力	机械性能差胶凝速度慢降解速度快	* 与其他水凝胶(例如甲基纤维素)混合，以提高其生物活性和胶凝率
透明质酸	线性的无磺酸的糖胺聚糖	生物相容性很小的跨物种变异形成灵活水凝胶的能力	机械性能差胶凝速度慢降解速度快	* 被甲基丙烯酸化，并在紫外线或可见光下进行光交联
海藻盐酸	两种重复的单糖（L-古罗糖醛酸和D-甘露糖醛酸）组成	有良好的生物相容性低廉的价格快速的胶凝速度	不适用于长期培养（离子交联过程是可逆的）	* 可作为前体或预交联溶液（与低浓度的交联剂混合）被挤出
海藻盐酸	两种重复的单糖（L-古罗糖醛酸和D-甘露糖醛酸）组成	有良好的生物相容性低廉的价格快速的胶凝速度	不适用于长期培养（离子交联过程是可逆的）	* 在氯化钙或硫酸钙溶液中快速交联
纤维蛋白原	细胞质膜糖蛋白	在凝血酶和Ca2+离子的存在下聚集成一种稳定的不溶性纤维蛋白凝胶	纤维蛋白原和凝血酶的非剪切稀释性质以及预交联纤维蛋白的弱机械性能使纤维蛋白的挤压具有难度	* 结合明胶和纤维蛋白(或纤维蛋白原)，在与凝血酶和谷氨酰胺转胺酶的双酶交联
纤维蛋白原	细胞质膜糖蛋白	支持广泛的细胞生长和增殖，并在伤口愈合中发挥主要作用	纤维蛋白原和凝血酶的非剪切稀释性质以及预交联纤维蛋白的弱机械性能使纤维蛋白的挤压具有难度	* 结合明胶和纤维蛋白(或纤维蛋白原)，在与凝血酶和谷氨酰胺转胺酶的双酶交联
I型胶原原纤维	三重螺旋蛋白，是人体中最丰富的ECM分子	由于主干中存在RGD细胞结合序列，胶原基质刺激细胞粘附和生长	当pH、温度和离子强度调整到接近生理水平时，胶原原纤维前体在30-60分钟内酸溶并交联	* 如果在胶原蛋白开始聚合时就开始打印，并且将挤出的胶原蛋白在37℃下孵育直到完全交联，则胶原蛋白交联适用于挤出基生物打印
I型胶原原纤维	三重螺旋蛋白，是人体中最丰富的ECM分子	由于主干中存在RGD细胞结合序列，胶原基质刺激细胞粘附和生长	当pH、温度和离子强度调整到接近生理水平时，胶原原纤维前体在30-60分钟内酸溶并交联	* 可以用甲基丙烯酸酯改性

产品列表

产品号	产品名称	规格	包装
M163027	甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)	MA化程度17%	5g,25g
M299511	甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)	MA化程度30%	1g,5g,25g
M163028	甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)	MA化程度48%	1g,5g,25g
M299512	甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)	MA化程度60%	1g,5g,25g
M163029	甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)	MA化程度65%	1g,5g,25g
M299513	甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)	MA化程度90%	1g,5g,25g
M163031	甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)	MA化程度97%	1g,5g,25g
M301771	甲基丙烯酰化透明质酸(HAMA)	MA化程度20%-30%	1g,5g,25g
M301774	甲基丙烯酰化硫酸软骨素(CSMA)	MA化程度40%-50%	1g,5g
M301775	甲基丙烯酰化海藻酸钠(ALMA)	MA化程度20%-30%	1g,5g
C301776	壳聚糖-甲基丙烯酸-乳酸 (Chi-MA-LA)	MA化程度20%-30%	1g,5g
M301777	甲基丙烯酰化丝素蛋白(FibMA)		1g
M301778	甲基丙烯酰化I型胶原(Col1MA)		100mg
M301779	甲基丙烯酰化弹性蛋白(ElaMA)		100mg
M301780	甲基丙烯酰化肝素(HepMA)		1g
C301781	猪源I型胶原(ColI)		100mg
E301782	猪源弹性蛋白		100mg
A301783	关节软骨生物墨水		5ml
F301784	纤维软骨生物墨水		5ml
E301785	弹力软骨生物墨水		5ml