以壳聚糖和明胶为复合生物墨水3D打印的脊髓仿生支架及其生物相容性研究

摘要

目的：探究3D打印脊髓仿生支架的复合生物墨水配方及生物相容性和可靠性评估。方法：利用3D打印技术，以壳聚糖(chitosan, C)和明胶(gelatin, G)为基础复合生物墨水，比较不同配比复合生物墨水的理化性能：孔隙率、溶胀率、流变性能、降解速率、力学性能分析。通过优化打印参数，打印出特定空间构型的脊髓外形仿生支架。接着运用仿生支架材料浸提液与SH-SY5Y细胞共培养方法，通过扫描电子显微镜和CCK-8实验评估该支架材料的细胞毒性及其对细胞增殖能力的影响。结果：通过比较最终选择4%浓度的C和6%浓度G(4C6G)组为最适的复合生物墨水配方并进行后续的研究。在打印速度1.5 mm/s、压强0.09～0.11 MPa、层厚0.1 mm、间距1 mm、针头0.11 mm的参数下，可以实现打印出5 mm×5 mm×0.9 mm尺寸的蝴蝶形状高保真度的脊髓仿生支架。扫描电子显微镜可见SH-SY5Y细胞黏附在支架内部，并且能正常生长；CCK-8结果显示，浸提液无细胞毒性。结论：以C和G为复合生物墨水有望成为脊髓损伤修复仿生支架的原材料。

关键词

3D打印 / 壳聚糖 / 明胶 / 组织工程 / 脊髓仿生支架

基金资助

南通市卫生健康委课题(MSZ2023018)