3D打印细胞载体海藻酸盐-明胶超大孔介结构的细胞行为及复杂机械特性

摘要 生物打印涉及含有活细胞的材料的增材制造，这些材料称为生物墨水，由细胞相容性水凝胶前体配制而成。生物墨水在交联前、交联过程中和交联后的特性对其可打印性、结构分辨率、形状保真度和细胞活力至关重要。打印构建体的机械特性可以受到其超大孔介结构的强烈影响，包括孔径、纤维直径和层高，这对组织工程或再生医学中的预期应用至关重要。众所周知，水凝胶的机械特性会影响细胞性能，但细胞也会改变生物打印构建体的机械特性，这一点尚不明晰。为探讨这些相互依赖性，我们选择了一种因其优良生物相容性而广为人知的海藻酸盐-明胶水凝胶（ALG-GEL），结合U87细胞，并生物打印了三种不同孔隙度和纤维直径的多层超大孔介结构。我们调查了不同的超大孔介结构如何影响细胞，细胞又如何影响机械特性，生物打印的超大孔介结构的稳定性和机械特性是否随时间变化。我们的研究结果表明，生物打印的构建体在14天内是稳定的，并强调细胞可以显著影响其机械特性。这对生物制造和组织工程应用具有重要影响。