明膠甲基丙烯�；�（GelMA）水凝膠是一種具有可調(diào)諧特性的可見光交聯(lián)生物材料，已廣泛應(yīng)用于組織工程。對(duì)于普通水凝膠中包載的細(xì)胞來說，由于缺乏血管網(wǎng)絡(luò)，其活性往往受到營養(yǎng)物質(zhì)及氧氣濃度的影響，遠(yuǎn)離凝膠表面的細(xì)胞在培養(yǎng)一定時(shí)間后會(huì)處于缺氧環(huán)境，這**降低了其存活幾率。當(dāng)把載細(xì)胞水凝膠支架植入后，體內(nèi)血管生成需要幾天到幾周的時(shí)間，在這一關(guān)鍵時(shí)間內(nèi)，大多數(shù)移植細(xì)胞將在缺乏氧氣供應(yīng)的情況下死亡。因此，向水凝膠中提供足夠的氧氣顯得尤為重要。一種可在細(xì)胞包載初期自發(fā)產(chǎn)生氧氣的GelMA基3D打印生物墨水。該體系通過向GelMA墨水中添加過氧化鈣（CPO）及過氧化氫酶以持續(xù)產(chǎn)生氧氣，提高了細(xì)胞的存活率。

墨水中氧氣產(chǎn)生機(jī)理：

過氧化鈣（CPO）分解為氧氣分兩步進(jìn)行。**，CPO與水反應(yīng)生成過氧化氫和氫氧化鈣，導(dǎo)致pH升高。隨后，過氧化氫分解為水和氧氣(圖1 A所示)。由于過氧化氫對(duì)細(xì)胞有毒性，所以加入過氧化氫酶使過氧化氫分解為氧氣。

流變與打印性能分析：

為了研究不同CPO加入量對(duì)GelMA生物墨水打印性能的影響，研究人員向10%的GelMA中加入了0.1%、0.5%、1%的CPO來制備釋放氧氣的生物墨水。如圖2A結(jié)果所示，當(dāng)CPO添加量為0.5%時(shí)，墨水打印性能好。圖2B流變性能測(cè)試顯示，添加0.5% CPO的墨水其黏度高，可能是該墨水的pH值因CPO產(chǎn)生的氫氧根上升到GelMA等電點(diǎn)附近，使墨水黏度升高。CPO含量繼續(xù)升高后體系黏度反而下降，可打印性變差。

氧氣釋放與生物性能分析：

如圖3所示，不含CPO的水凝膠的氧氣含量為≈0%，而含有 CPO的水凝膠支架可持續(xù)釋放氧氣 7天。表明含有3D打印含CPO水凝膠支架能夠提供至少7天的有氧微環(huán)境。

檢測(cè)了CPO濃度0%、0.1%、0.5%和1%的GelMA支架中培養(yǎng)4天和7天的細(xì)胞活性。如圖4所示，將CPO濃度增加到1%時(shí)對(duì)成纖維細(xì)胞活性有負(fù)面影響。加入CPO可提高缺氧第4天和第7天的細(xì)胞存活率，與常氧水平相當(dāng)。這意味著在GelMA生物墨水中使用CPO可以防止缺氧微環(huán)境的有害影響。

結(jié)果顯示，在生物墨水中添加CPO可以提高在低氧條件下孵育的打印支架細(xì)胞活力，這將有助于**缺血性疾病，例如心肌梗死。

圖5顯示了在低氧或常氧條件下含有0%或0.5% CPO的GelMA打印支架中心肌細(xì)胞活/死染色和相關(guān)的細(xì)胞活性定量。在具有0.5%CPO的支架中活細(xì)胞分布較為均勻。在孵育3、5和7天時(shí)，與不含CPO的支架相比，含有CPO的支架其活細(xì)胞數(shù)**增加。

西安pg電子官方生物是集化學(xué)科研和定制與一體的高科技化學(xué)公司,可以提供3D打印技術(shù)結(jié)合創(chuàng)新生物墨水材料，為打印出的細(xì)胞或組織提供更接近體內(nèi)的生長環(huán)境，可應(yīng)用于再生醫(yī)療和組織工程中心臟、皮膚、軟骨、骨骼等組織構(gòu)建；以及體外檢測(cè)模型構(gòu)建，來進(jìn)行**代謝和篩選、化妝品檢測(cè)、生物材料研發(fā)和干細(xì)胞的體外分化等研究。

相關(guān)產(chǎn)品列表：

苯基-2,4,6-三甲基苯甲�；�膦酸鋰(LAP)

甲基丙烯酰化明膠(GelMA)

甲基丙烯�；�透明質(zhì)酸(HAMA)

甲基丙烯�；�硫酸軟骨素(CSMA)

甲基丙烯�；�海藻酸納(ALMA)

甲基丙烯�；�羧甲基殼聚糖(CMCSMA)

甲基丙烯酰化絲素蛋白(FibMA)

甲基丙烯�；�Ⅰ型膠原(Col1MA)

甲基丙烯�；瘡椥缘鞍�(ElaMA)

甲基丙烯酰化肝素(HepMA)

豬源Ⅰ型膠原(ColI)

豬源彈性蛋白(Elastin)

關(guān)節(jié)軟骨生物墨水

纖維軟骨生物墨水

彈力軟骨生物墨水

懸浮打印支撐材料

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甲基丙烯酸改性明膠（GelMA）

甲基丙烯酸改性透明質(zhì)酸（HA-MA）

丙烯酸酐改性普朗尼克

自交聯(lián)透明質(zhì)酸

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