全纤维素基生物墨水用于多功能3D生物打印不同的细胞系
João P F Carvalho1, Nicole S Lameirinhas1, Maria C Teixeira1
1CICECO-Aveiro Institute of Materials, Department of Chemistry, University of Aveiro, Aveiro 3810-193, Portugal.
Biomacromolecules
|February 4, 2025
概括
研究人员开发了新的全纤维素生物墨水,使用碳甲基纤维素 (CMC) 和纳米纤维化纤维素 (NFC) 进行3D生物打印. 这些先进的生物墨水支持高细胞活力,显示出在生物医学应用中创造活体3D结构的前景.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 组织工程是组织工程.
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 3D生物打印需要先进的生物墨水来制造功能性的生物组织.
- 纤维素是最丰富的生物聚合物,在生物油墨中经常被不足利用,通常只作为增强剂.
- 开发新的生物墨水配方对于推进3D生物打印技术至关重要.
研究的目的:
- 为3D生物打印应用开发和描述新的"全纤维素"生物墨水.
- 为了研究不同碳素甲基纤维素 (CMC) 和纳米纤维化纤维素 (NFC) 比例对生物墨水性能的影响.
- 评估这些基于纤维素的生物墨水的细胞活力和潜力,以创建3D生物结构.
主要方法:
- 使用CMC和NFC制造全纤维素生物墨水,其质量比例为90/10,80/20和70/30.
- 评估生物墨水可打印性和风湿性质,包括剪切稀释行为.
- 在7天内评估水凝降解速率.
- 在生物墨水中生物打印HaCaT (角质细胞) 和ATDC5 (原体) 细胞.
- 在印刷后7天内监测细胞活力.
主要成果:
- 纳入NFC显著改善了生物油墨打印能力 (从Pr = 0.7到0.9).
- 所有配方都表现出剪切稀释行为,这对于3D打印过程至关重要.
- 较高的NFC含量降低了水凝的降解率.
- 在7天内,生物打印构造物对两种细胞类型都显示出高细胞活力 (>80%).
结论:
- 由CMC和NFC组成的新型全纤维素生物墨水提供了出色的打印能力和稳定性.
- 这些生物墨水支持高细胞活力,证明它们适合3D生物打印.
- 开发的生物墨水显示出制造生物医学应用的多种3D生物结构的巨大潜力.
