供稿人：连伟龙，连芩 供稿单位：西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 发布日期：2021-04-17
在组织工程领域，所选择的材料应具有特定的物理和化学特性，例如机械，流变，化学和生物学特性，并利用3D打印构建与细胞微环境相似条件的类组织结构，可以维持结构中活细胞的特定活性和特性。韩国机械与材料研究所（KIMM）采用脱细胞工艺制备了猪皮粉，并将猪皮粉与具有良好可打印性的海藻酸盐混合，开发了新型生物墨水。通过测定3D打印后含猪皮粉墨水的流变特性、生物相容性及细胞外基质（ECM）的形成，结果表明当2%海藻酸盐水凝胶中含有10mg/mL猪皮粉时的生物墨水具有更好的可打印性，且是无毒的。
图 1. 含细胞支架打印流程示意图
含细胞支架的打印流程如图1所示：采用脱细胞工艺从猪皮中获得猪皮粉，并与含小鼠胚胎成纤维细胞的海藻酸盐水凝胶混合得到生物墨水，然后以220mm/s的挤出速度打印成型含细胞的支架，最后将支架浸入5％CaCl2溶液中2分钟使支架交联。
通过分析不同浓度猪皮粉对海藻酸盐水凝胶生物墨水粘度的影响，发现随着猪皮粉浓度的增加，粘度也随之增加，并建立了含猪皮粉的海藻酸盐水凝胶能够制造具有合适粘度特性的3D打印结构的打印参数。使用活/死试验和WST-1细胞增殖试验来测定打印结构中的细胞，发现含有10mg/mL的猪皮粉墨水的结构中几乎没有观察到死细胞，显示出含有猪皮粉生物墨水具有良好的生物相容性，且打印的结构中的细胞具有较高的代谢活性。