美國紐約大學《Biofabrication》：雙交聯(lián)互穿網(wǎng)絡水凝膠3D打印仿生角膜基質(zhì)

來源：EngineeringForLife

在全球范圍內(nèi)，角膜失明是第三大失明原因，有1270萬人正在等待角膜移植。全球角膜移植組織的短缺加劇這一問題（2012年，只有1/70患者接受角膜組織移植）。由于缺乏角膜捐贈和眼庫，近70個國家完全依賴進口的角膜組織進行移植，其中全球53%的人口無法獲得移植。因此，迫切需要角膜移植替代品。

在本研究中，美國紐約大學Sanjairaj Vijayavenkataraman及其團隊首次報道了一種由明膠甲基丙烯酰（GelMA）和氧化羧甲基纖維素（OxiCMC）雙交聯(lián)油墨組成的互穿網(wǎng)絡（IPN），用于使用數(shù)字光處理（DLP）技術生物打印角膜基質(zhì)等效物（CSEs）。   

圖1 GelMA-OxiCMC水凝膠的配方示意圖，以及仿生角膜基質(zhì)等效物的數(shù)字光處理3D生物打印

圖2 GelMA的合成及光交聯(lián)形成互穿網(wǎng)絡示意圖

本文要點：
（1）CMC中的醛官能團與GelMA賴氨酸殘基中的游離胺發(fā)生反應，通過席夫堿反應形成亞胺鍵（C=N）；隨后，暴露于紫外光下，通過水凝膠中的光引發(fā)劑啟動光聚合過程，從而形成雙IPN。   

（2）雙IPN增強GelMA的力學性能，能夠在不使用合成生物材料、納米顆粒或有毒交聯(lián)劑的情況下更好地模擬天然角膜基質(zhì)，同時保持最佳透明度。

（3）將檸檬黃光吸收劑用于提高打印保真度，確保基于DLP打印的高重復性和準確性，以模擬天然角膜基質(zhì)的曲率。

綜上，GelMA-OxiCMC組合的生物墨水在3D生物打印角膜基質(zhì)等效物方面顯示出巨大潛力，為角膜移植提供新替代方案。

參考資料：
https://doi.org/10.1088/1758-5090/adab27