液态金属三维悬浮打印体外心肌微组织的研究

目的本研究拟通过优化悬浮打印基质、液态金属和生物墨的材料性能与打印参数,体外构建具有活性的心肌微组织。方法本研究以具有宾汉流体性质的明胶微颗粒水凝胶作为三维悬浮打印基质,选取镓基液态金属构建导电网络,使用含大鼠心肌细胞的海藻酸钠联合甲基丙烯酰化明胶的生物墨水打印心肌细胞支架,通过钙离子预交联、支持浴去除和光交联三步法,形成心肌细胞支架包裹液态金属的多层结构,构建出内嵌液态金属纤维的心肌微组织。结果本研究通过对明胶颗粒形态学参数和流变学性质的定量分析,验证了明胶支持浴用于悬浮打印的优良性能。通过优化支持浴的离子浓度和工作温度,液态金属的电压幅值、挤出和打印速度,以及生物墨水的细胞密度和打印参数,获得稳定的包含心肌细胞与液态金属纤维的三维微组织结构,微组织中细胞存活率可达到62%。结论本研究优化了支持浴制作方法、液态金属及生物墨水的打印参数,基于三维悬浮生物打印技术在体外构建出了具有活性内嵌液态金属纤维的心肌微组织,具有良好的生物相容性。