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  利用先進(jìn)的生物3D打印技術(shù)體外仿生構(gòu)建組織、器官，用于再生醫(yī)學(xué)、發(fā)育生物學(xué)研究和藥物篩選等已成為全球關(guān)注的研究熱點。打印墨水作為生物3D打印技術(shù)重要組成部分是實現(xiàn)打印精度，維持細(xì)胞存活及功能的基礎(chǔ)。其中，海藻酸鹽（Alg）因其廣泛的來源、較低的價格、優(yōu)異的生物安全性和可打印性被廣泛使用。然而，Alg墨水黏度高、打印后穩(wěn)定性差、缺少生物活性，嚴(yán)重阻礙了其在生物打印領(lǐng)域的應(yīng)用。如何讓這樣一款經(jīng)典的墨水材料重?fù)Q生機(jī)？近期，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院阮長順團(tuán)隊提出雙交聯(lián)改進(jìn)策略（圖1），通過引入小分子聚陽離子ε-聚賴氨酸（ε-PL）和甲基丙烯酰化改性（-MA），對墨水（即AlgMA/PLMA）進(jìn)行打印前預(yù)交聯(lián)及打印后光交聯(lián)，實現(xiàn)了對大尺寸、精細(xì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定構(gòu)建。此外，ε-PL賦予墨水可調(diào)的電荷性質(zhì)，顯著提升了其細(xì)胞活性調(diào)控性能。相關(guān)工作以“A Small-Molecule Polycationic Crosslinker Boosts Alginate-Based Bioinks for Extrusion Bioprinting”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上（2023, 2310369）。本成果為該團(tuán)隊在2019年提出聚電解質(zhì)基打印墨水（Lin et al. Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1808439.）后取得相關(guān)進(jìn)展。該論文得到了國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然基金優(yōu)秀青年基金項目等基金的資助。

圖1  小分子聚陽離子增強(qiáng)型海藻酸鹽生物墨水精準(zhǔn)構(gòu)建大尺寸結(jié)構(gòu)

圖2  AlgMA/PLMA生物墨水打印性能定量分析

圖3  AlgMA/PLMA生物墨水調(diào)控細(xì)胞活性

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202310369

通訊作者簡介

  阮長順，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員/博士生導(dǎo)師，聚焦于生物3D打印器官體外精準(zhǔn)制造與功能重建等前沿交叉研究，尤其在骨-關(guān)節(jié)功能重建方面。先后主持國家級課題5項（國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年項目、科技部重點研發(fā)計劃課題等），省市科技項目10余項。近年來，以通訊作者（含共同）發(fā)表30余篇，包括The innovation、Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci.、Bone Res.、Biomaterials、Bioact. Mater.、Research等；申報中國發(fā)明專利30余項，國際PCT專利6項，獲發(fā)明專利授權(quán)15項，部分實現(xiàn)轉(zhuǎn)化；擔(dān)任中國生物材料學(xué)會生物材料先進(jìn)制造分會秘書長、中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會修復(fù)重建外科專業(yè)委員會再生醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化學(xué)組常務(wù)委員、中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會3D打印分會委員等；擔(dān)任生物制造領(lǐng)域國際期刊Bio-Des. Manuf 副主編。