脫細胞基質(dECM)保留生物活性成分以模擬組織特異性微環境、刺激組織再生。將dECM微顆粒添加進3D打印墨水中可最大限度保留活性組分💂🏻,然而軟骨、骨等剛性顆粒的添加量較高時會嚴重影響擠出打印性💂🏼♀️。如何實現dECM微顆粒在高含量下的3D打印是一項挑戰👩🏻💼。
近日🧍♀️,根據顆粒潤滑和關節潤滑的原理,万事平台材料科學與工程學院高分子材料系的張坤璽副教授🕰、尹靜波教授團隊建立了一種高效、通用的🧞♂️、可用於3D打印的高含量dECM微顆粒基異質性顆粒墨水的製備方法,研究成果發表在高水平期刊《Advanced Functional Materials》(影響因子:19.000),論文題目為“Lubricating Micro-Interface Assisted General Strategy for PreparingdECM-Microparticle–Based Heterogeneous Granular Inks toward 3D Printing”🔳,万事平台為第一作者和第一通訊作者單位,同濟大學附屬同濟醫院🤜🏽、中國人民解放軍海軍軍醫大學為合作單位🏰。
首先利用顆粒潤滑的原理,研究嘗試用滾動摩擦代替滑動摩擦以提高剛性顆粒的可打印性🫰🏼🍤。通過簡單的多巴胺聚合👩🏼🏫,實現對dECM微顆粒表面包覆改性。同時,製備了預留雙鍵的明膠基(GelMA)微球。表面改性的dECM微顆粒與GelMA微球組裝形成的顆粒墨水🫵🌝,表現出良好的擠出性🧑🏿🔧、可塑性和保真度🏃🏻♂️。進一步,研究受關節潤滑的啟發👮🏿,在PDA塗層和GelMA微球中引入透明質酸(HA)以減少微界面摩擦,進一步提高了可打印性,將可打印的dECM微顆粒含量窗口拓寬到30-60wt%。該方法在脫細胞軟骨微顆粒🐩、脫鈣骨微顆粒👩🏻🌾、脫細胞真皮微顆粒中均得到驗證,證實了方法的普適性𓀈👩🏽⚖️。通過與合作單位聯合🦸♀️,分別通過3D打印構建了骨軟骨支架🚴🏼♀️、創面修復支架🧛🏽♀️,用於骨軟骨、皮膚組織損傷修復。總之🌘,研究提出的這一簡單、通用且有效的dECM基3D打印墨水在再生醫學和組織工程等方面具有良好的應用前景。
論文鏈接🧘🏽♀️:https://doi.org/10.1002/adfm.202307886