具有组织状特性的工程导电水凝:一种3D生物打印和酶性聚合方法

科学领域:

• 生物材料工程 生物材料工程
• 组织工程是组织工程.
• 神经科学是一个神经科学.

背景情况:

• 水凝为神经接口提供类似组织的机制,但缺乏电导性.
• 传统的导电聚合物水凝面临着加工和聚合化的挑战.
• 增强的导电性对于神经生物接口中有效的信号传导至关重要.

研究的目的:

• 开发一种与细胞相容,电导的水凝生物墨水,使用in situ酶性聚合.
• 为了创建3D生物打印的水凝结构,具有可调节的机械和电气性能.
• 研究新型水凝系统与神经和皮肤细胞的生物相容性.

主要方法:

• 在基于氨酸 (HA) 的水凝生物连接中,p-结合单体的现场酶性聚合.
• 3D生物打印含有结合单体的基于HA的生物墨水.
• 使用角过氧化酶的酶聚合,形成导电性水凝结构.
• 制造的水凝的机械特征和电活性评估.
• 使用人类初级皮肤纤维细胞和PC12细胞进行细胞活力和兼容性研究.

主要成果:

• 通过3D生物打印和酶性聚合,成功制造了细胞兼容,电导的水凝结构.
• 酶聚合过程使水凝的刚度从0.6kPa增加到1.5kPa.
• 与传统水凝相比,开发的水凝表现出增强的电活性.
• 组件和聚合过程表明与纤维细胞和PC12细胞具有良好的生物相容性.

结论:

• 提出了一种用于制造适合生物打印的细胞相容和导电性水凝的新方法.
• 这些混合材料结合了类似组织的机械性能与混合离子和电子导电性.
• 开发的导电水凝为在类似本地微环境中的细胞的电刺激提供了新的可能性.