傳統(tǒng)的生物墨水如GelMA、PEGDA和PNIPAM并不滿足DLP要求，殼聚糖（CHI）具有較好的生物相容性及可降解性質(zhì)，運用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。但是殼聚糖生物墨水固化速度較慢，在打印過程中難以維持框架結(jié)構(gòu)。通過一步法合成能光固化的甲基丙烯?；瘹ぞ厶牵?/font>CHI-MA），同時對CHI-HA的綜合性質(zhì)進(jìn)行評估，是可用于DLP的合適材料。

，通過殼聚糖上的氨基與甲基丙烯酸酐反應(yīng)形成CHI-MA，該殼聚糖的衍生物具備水溶性及紫外交聯(lián)性質(zhì)。CHI-MA中加入光引發(fā)劑LAP后，在波長為405 nm的藍(lán)光下可實現(xiàn)固化，避免紫外光對生物墨水中細(xì)胞的損傷。

CHI及CHI-MA的XRD圖提示CHI-MA中原本殼聚糖上的大量氫鍵被（Fig. 2A）。氫核磁共振光譜（1H NMR）及紅外光譜（FTIR）結(jié)果提示CHI上成功修飾了MA（Fig. 2B, C）。材料的取代度與材料溶解性、交聯(lián)及力學(xué)性能相關(guān)。通過分析發(fā)現(xiàn)CHI-MA的取代度與加入的MA比例正相關(guān)（Fig. 2D）

生物墨水的流變性能及光固化速率是其成功打印的前提。研究人員發(fā)現(xiàn)在中性溶液中，當(dāng)CHI-MA的取代度從11.7%增加到33.6%時，其溶解率從7.5增加至32.0 mg/mL（增加了4.26倍）（Fig. 3A）。CHI-MA的固化是通過光聚合作用實現(xiàn)（Fig. 3B），并且固化時間隨著CHI-MA的取代度增加而縮短（Fig. 3C）。此外，CHI-MA的取代度也會影響其溶脹性能。該研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)取代度增加時，溶脹率降低，表明高取代度的CHI-MA具備能在更短時間內(nèi)維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特點（Fig. 3D）。

進(jìn)一步對CHI-MA的生物相容性進(jìn)行評估。細(xì)胞活死染色結(jié)果提示表明不同取代度的CHI-MA對細(xì)胞活性及形態(tài)均無影響（Fig. 5A, B）。此外，MTT結(jié)果表明CHI-MA對也無影響（Fig. 5C）。DLP過程中，光固化過程產(chǎn)生的自由基會損傷細(xì)胞。中，研究人員發(fā)現(xiàn)添加LAP光引發(fā)劑的情況下，光固化過程對細(xì)胞活性無影響。而添加I2959光引發(fā)劑的情況下，光固化過程損傷細(xì)胞（Fig. 5D）。

以CHI-MA作為生物墨水基于DLP的3D生物打印。用設(shè)計出3D結(jié)構(gòu)模型（Fig. 6A）。隨后向DLP儀器中加入CHI-MA及LAP的混合物（Fig. 6B）。通過調(diào)整程序可改變打印結(jié)構(gòu)的尺寸（Fig. 6C-F）。同時，研究人員對DLP構(gòu)建的CHI-MA凝膠中細(xì)胞活性進(jìn)行評價，活死染色結(jié)果提示細(xì)胞在CHI-MA凝膠中培養(yǎng)14天仍有較高活性（Fig. 6G-H）。

西安齊岳生物是集化學(xué)科研和定制與一體的化學(xué)公司,可以提供3D打印結(jié)合生物墨水材料，為打印出的細(xì)胞或提供更接近體內(nèi)的生長環(huán)境，可應(yīng)用于再生和工程中心臟、皮膚、軟骨、骨骼等構(gòu)建；以及體外檢測模型構(gòu)建，來進(jìn)行科研代謝和篩選、化妝品檢測、生物材料和干細(xì)胞的體外分化等研究。

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