[发明专利]一种用于3D生物打印的可触变性水凝胶的制备方法

说明书

一种用于3D生物打印的可触变性水凝胶的制备方法，包括以下步骤：A、将蛋白质粉末、多酚粉末和多糖粉末溶于去离子水中，分别得到浓度为3.0‑10.0wt.％的蛋白质溶液；浓度为0.10‑0.75wt.％的多酚溶液；浓度为2.0‑8.0wt.％的多糖溶液；B、将A步配置的蛋白质溶液和多酚溶液按照1‑10:1的比例加入反应器，并在40‑50℃的水浴条件下磁力搅拌1‑3h，得到蛋白质‑多酚二元复合物溶液；C、将多糖溶液加入到B步的复合物溶液中，加入体积比为2‑4:1，在40‑50℃的水浴条件下磁力搅拌溶液颜色均一，且不分层，即得。该方法制得的水凝胶用作3D生物打印材料，其生物相容性优良、注射性。

技术领域

本发明涉及一种用于3D生物打印的可触变性水凝胶的制备方法。

背景技术

3D生物打印是基于医学图像转换设计的模型，在计算机精确控制下，将生物打印“墨水”(生物相容材料和细胞)层层打印成型，体外构建出类似于体内的三维结构与微环境。3D生物打印得到的三维结构与微环境提供了一个仿生的三维细胞培养条件，其中的细胞经过合适的培养，最终培育成功能化的、用于体内替换和再生以及体外药物筛选和疾病研究的类组织/器官。目前常见的3D生物打印方法有喷墨打印型、激光辅助型和挤出型三种(Li J,Chen M,Fan X,et al.Recent advances in bioprinting techniques:approaches,applications and future prospects.Journal of TranslationalMedicine,2016,14(1):271.)。其中，挤出型3D生物打印是利用机械力或者空气压力将“生物墨水”(通常为携载着细胞的水凝胶材料)从喷头挤出，从而构建三维的结构(Zhang Z,Wang B,Hui D,et al.3D bioprinting of soft materials-based regenerativevascular structures and tissues.Composites Part B:Engineering,2017.)，其具有易操作、经济、条件温和及打印较高密度细胞等特点；同时，可避免使用高温和高压等苛刻的工作条件。

虽然，挤出式3D生物打印的操作和原理简单，但是挤出式3D生物打印技术对“生物墨水”材料性能要求较高，要求材料具有较好的注射性和成型性，这样才能在较低的机械力作用下使“生物墨水”顺利喷出，并且能够较快的形成形状；同时，还要具有优异的生物相容性，可以对包裹在水凝胶中的细胞实现保护和调控，为细胞提供接近于细胞外基质的三维环境以保证细胞的迁移、生长和分化(N.E.Fedorovich,J.R.De Wijn,A.J.Verbout,J.Alblas,W.J.Dhert,Three-dimensional fiber deposition of cell-laden,viable,patterned constructs for bone tissue printing,Tissue Eng Part A14(1)(2008)127-33)。