具有不同拓扑结构的海藻酸钠-明胶复合水凝胶的3D打印制备及其性能

模拟皮肤真皮胶原蛋白纤维多角度排列的结构−3D打印相邻两层纤维夹角分别为45°、60°和90°三种拓扑结构的海藻酸钠(SA)-明胶(GEL)复合支架,研究拓扑结构对水凝胶支架性能的影响。SEM表征支架的微观结构,测量各组支架的含水率、孔隙率、力学性能、溶胀率和体外降解率,FTIR测试SA、GEL和复合水凝胶的官能团,细胞计数试剂盒(CCK-8)和免疫荧光染色检测支架对成纤维细胞(HFb)的毒性与支架的生物相容性进行表征。结果表明:各组支架拓扑结构清晰;FTIR图谱中吸收峰的相对位置提供了支架材料的化学结构;三组支架含水率和孔隙率均大于80%;45°、60°和90°支架的压缩弹性模量分别为(3.57±0.14)kPa、(3.18±0.31)kPa和(2.03±0.29)kPa。CCK-8结果表明,三组支架上细胞活性均保持在无支架对照组的90%以上。微丝和核染色结果显示,HFb接种第1天时在45°支架上的铺展优于其他两组,随着时间增加,HFb在三组支架上明显增殖,表明支架具有良好的细胞相容性。本文设计与表征了不同拓扑结构SA-GEL支架的性能,并为后续组织工程真皮的构建及在三维基质上分析HFb集体迁移的研究提供了重要基础。