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美国纽约大学《Biofabrication》:双交联互穿网络水凝胶3D打印仿生角膜基质

EngineeringForLife  · 公众号  ·  · 2025-02-20 00:00

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在全球范围内,角膜失明是第三大失明原因,有1270万人正在等待角膜移植。全球角膜移植组织的短缺加剧这一问题(2012年,只有1/70患者接受角膜组织移植)。由于缺乏角膜捐赠和眼库,近70个国家完全依赖进口的角膜组织进行移植,其中全球53%的人口无法获得移植。因此,迫切需要角膜移植替代品。



在本研究中, 美国纽约大学Sanjairaj Vijayavenkataraman及其团队 首次报道了一种由明胶甲基丙烯酰(GelMA)和氧化羧甲基纤维素(OxiCMC) 双交联油墨组成的互穿网络(IPN) ,用于使用数字光处理(DLP)技术生物打印角膜基质等效物(CSEs)。


图1 GelMA-OxiCMC水凝胶的配方示意图,以及仿生角膜基质等效物的数字光处理3D生物打印


图2 GelMA的合成及光交联形成互穿网络示意图


本文要点:

(1)CMC中的醛官能团与GelMA赖氨酸残基中的游离胺发生反应,通过席夫碱反应 形成亚胺键(C=N ;随后,暴露于紫外光下,通过水凝胶中的光引发剂启动 光聚合过程 ,从而形成双IPN。

(2) 双IPN增强GelMA的力学性能 ,能够在不使用合成生物材料、纳米颗粒或有毒交联剂的情况下 更好地模拟天然角膜基质,同时保持最佳透明度。

(3)将柠檬黄光吸收剂用于提高打印保真度,确保基于DLP打印的 高重复性和准确性 ,以模拟天然角膜基质的曲率。


综上,GelMA-OxiCMC组合的生物墨水在3D 生物打印角膜基质等效物方面显示出巨大潜力,为角膜移植提供新替代方案。


参考资料:

https://doi.org/10.1088/1758-5090/adab27


来源: EngineeringForLife

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