用于软骨组织工程的光交联丝甲基丙烯酸盐(SilMA)‐聚乙烯醇二丙烯酸酯(PEGDA)生物墨水的3D生物打印

关节软骨损伤由于其极弱的固有再生能力，对全球医疗保健系统造成巨大负担。利用复合生物墨水开发的软骨仿制构建体的三维（3D）生物打印作为一种新兴的视角。然而，适当生物墨水的发展和与化学交联相关的固有毒性阻碍了该技术的广泛应用。为了解决这个问题，开发一种光聚合物基水凝胶生物墨水，有助于重现复杂的软骨微环境。本文中，含有不同浓度丝甲基丙烯酸盐(SilMA)和聚乙烯醇二丙烯酸酯(PEGDA)的光交联生物墨水与软骨细胞混合，用于3D生物打印软骨构建体的生物制造。研究了生物墨水的流变性质、可打印性以及打印水凝胶构建体的物理化学特性，同时观察了软骨组织的形成。打印的SilMA-PEGDA水凝胶构建体具有适当的内部多孔结构，表现出最可靠的流变特性、可打印性以及良好的机械和降解性能，适合于软骨再生。活/死染色显示3D生物打印的SilMA-PEGDA构建体具有细胞相容性。而且，在软骨组织中观察到细胞数量和DNA含量显著增加，这通过细胞活力和DNA含量定量得以证明。生化评估确认SilMA-PEGDA生物打印构建体中形成了新软骨，表现为软骨特异性细胞外基质硫酸化GAG（sGAG）和II型胶原蛋白沉积的增加（>2倍增加，p < 0.001）。最后，免疫组化分析显示II型胶原蛋白和聚糖的表达，与软骨组织形成相符。综合来看，我们得出结论，SilMA-PEGDA生物墨水可能是支持软骨组织修复和再生的生物打印软骨细胞的合适候选者。