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光固化水凝膠制備簡單、應(yīng)用范圍廣、生物相容性好、尤其是原位形成和便捷的性能調(diào)控，使其在各領(lǐng)域都廣受關(guān)注。
甲基丙烯?；髂z（GelMA）和甲基丙烯酰化透明質(zhì)酸明膠（HAMA）均為雙鍵改性明膠，是具有光敏性的生物材料，配合光引發(fā)劑使用時能在藍(lán)光或紫外光下迅速交聯(lián)固化，形成具有一定強(qiáng)度的三維結(jié)構(gòu)。Gelma和HAMA兼具天然和合成生物材料的特征，具有適于細(xì)胞生長和分化的三維結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的生物相容性、可降解性、和細(xì)胞反應(yīng)特性，其可替代人工基底膜或其他天然膠原蛋白水凝膠，已廣泛應(yīng)用于細(xì)胞3D培養(yǎng)、組織工程、生物3D打印等研究領(lǐng)域。
1）甲基丙烯?；髂z（Gelma）：明膠是明膠蛋白水解得到的重要衍生物，主要成分為膠原蛋白、蛋白多糖和部分氨基酸序列。明膠經(jīng)過甲基丙烯酸修飾后其活性和熱穩(wěn)定性均有所提高。
2）甲基丙烯?；该髻|(zhì)酸（HAMA）：透明質(zhì)酸，又名玻尿酸，是D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺組成的雙糖單位糖胺聚糖。其羧基和羥基也可以通過甲基丙烯酸化生成交聯(lián)的HAMA。
3）Gelma和HAMA的性能
性能 | Gelma | HAMA | 說明 |
取代度 | ~30、60、90% | ~30% | 取代度越高機(jī)械強(qiáng)度約高，可注射性較差 |
引發(fā)劑 | LAP或Ingacure 2929 | LAP或Ingacure 2929 | 可在藍(lán)光或紫外光下固化 |
凝膠配比 | 1 g Gelma配制20 g水凝膠 | 1 g HAMA配制40 g水凝膠 | HAMA粘度很大，注射性較差 |
機(jī)械強(qiáng)度 | 強(qiáng) | 弱 | MA取代度越高，凝膠強(qiáng)度越強(qiáng) |
細(xì)胞粘附性 | 強(qiáng) | 弱 | Gelma更適合細(xì)胞培養(yǎng)，HAMA可用于培養(yǎng)細(xì)胞微團(tuán) |
粘度 | 小 | 大 | HAMA更適合創(chuàng)口輔料 |
滅菌方式 | 巴氏滅菌 | 可高溫高壓滅菌 | Gelma屬于多肽類，HAMA屬于多糖類。 |
溫敏性 | 有 | 無 | 明膠具有一定溫敏性 |
4）Gelma和HAMA應(yīng)用
一、組織再生 | 二、微載體類型 | 三、負(fù)載與控釋類型 | 四、復(fù)合類型 |
創(chuàng)面修復(fù) | 微球 | 藥物 | 有機(jī)納米材料（如碳納米管和氧化石墨烯（GO）） |
骨/軟骨/神經(jīng)修復(fù) | 微針 | 外泌體 | 無機(jī)納米材料（Au、Ag、磁性材料） |
腫瘤模型 | 納米凝膠 | 生長因子 | 生物聚合物（透明質(zhì)酸、絲素蛋白、聚乙二醇等） |
合成聚合物（聚己內(nèi)酯（PCL）、脂質(zhì)體 |
5）Gelma系列水凝膠理化性質(zhì)對比（Gelma濃度為5%-15%）
型號 | 氨基取代度（DS） | 分子量 | 粘度（37 ℃，Pa.S） | 儲能模量G’（Pa） | 壓縮模量（KPa） |
Gel-30 | 30%±5 | 100~200 KD | 0.006-0.160 | 210-5500 | 1.00-10.00 |
Gel-60 | 60%±5 | 0.007-0.180 | 1200-17000 | 3.50-22.00 | |
Gel-90 | 90%±5 | 0.009-0.200 | 2700-42000 | 5.12-48.00 |
