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細胞打印的生物墨水分類是怎么樣的

2022-09-28 13:56

激光直寫細胞打印技術利用光壓控制細胞排列在高精度的空間結構上，提高了單個細胞的精度水平，由于精度的提高，成型效率明顯降低。在這個過程中，很難打印高粘度的生物材料，這使得細胞打印三維生物結構的能力更低。立體光刻三維細胞打印技術，通過激光或紫外光在空間的掃描運動，可以使含有細胞的光刻膠三維固化成型，產生預先設計好的三維生物結構。其中細胞打印的生物墨水分類如下：

1、熱敏水凝膠生物墨水

熱敏水凝膠生物墨水可以通過改變環境溫度來改變其溶膠-凝膠模式。凝膠-溶膠轉變溫度在0至37之間、生物相容性好的水凝膠材料可用作細胞打印墨水。溫敏水凝膠電池有代表性的印刷油墨是明膠。一般溫敏水凝膠從溶膠到凝膠的轉變是可逆的，只要材料溫度達到轉變溫度就可以改變。細胞打印不需要使用液體交聯劑，不受交聯劑滲透深度的影響，在液體交聯劑引起三維細胞打印的不連續逐層堆疊時，不容易引起層間剝離現象，因此容易構建大尺寸的三維單元結構。

2、離子交聯生物油墨

以海藻酸鈉為代表的水凝膠材料可以通過與離子溶液接觸而交聯固化，從而實現溶膠-凝膠模式的轉變。但是這種離子置換的交聯方式反應很快，所以用交聯劑預混合生物墨水很難進行細胞打印。一般只有含有離子的液體才能浸泡或噴灑在生物墨水表面進行交聯。但如果3D細胞打印機采用液體浸泡的方式進行交聯，就容易出現上面提到的層間剝離現象，不利于打印3D生物結構。

3、酶交聯生物墨水

以纖維蛋白原為代表的水凝膠材料，可以通過與生物酶接觸進行交聯，從而實現溶膠-凝膠模式的轉變。這種酶交聯法一般反應較慢。生物酶可以混入液體中制成交聯劑，可以浸泡在液體中交聯，也可以與水凝膠生物墨水預混合，然后孵育一段時間交聯。但溶膠-凝膠轉化反應慢也增加了成型難度，不容易直接進行三維結構細胞打印。

4、紫外線固化

合成并改性部分水凝膠材料，然后加入光引發劑，使水凝膠生物墨水具有光敏性，可通過紫外光交聯固化。一般光敏水凝膠強度較高，紫外光的穿透深度比普通液體交聯劑更深。然而，光引發劑的引入會降低細胞打印生物墨水的生物活性。

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