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GelMA一种能够自产氧气的生物墨水
发布时间:2021-02-03     作者:zzj   分享到:

明胶甲基丙烯酰基(GelMA)水凝胶是一种具有可调谐特性的可见光交联生物材料,已广泛应用于组织工程。对于普通水凝胶中包载的细胞来说,由于缺乏血管网络,其活性往往受到营养物质及氧气浓度的影响,远离凝胶表面的细胞在培养一定时间后会处于缺氧环境,这显著降低了其存活几率。当把载细胞水凝胶支架植入后,体内血管生成需要几天到几周的时间,在这一关键时间内,大多数移植细胞将在缺乏氧气供应的情况下死亡。因此,向水凝胶中提供足够的氧气显得尤为重要。一种可在细胞包载初期自发产生氧气的GelMA3D打印生物墨水。该体系通过向GelMA墨水中添加过氧化钙(CPO)及过氧化氢酶以持续产生氧气,提高了细胞的存活率。

墨水中氧气产生机理:

过氧化钙(CPO)分解为氧气分两步进行。首先,CPO与水反应生成过氧化氢和氢氧化钙,导致pH升高。随后,过氧化氢分解为水和氧气(1 A所示)。由于过氧化氢对细胞有毒性,所以加入过氧化氢酶使过氧化氢分解为氧气。

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流变与打印性能分析

为了研究不同CPO加入量对GelMA生物墨水打印性能的影响,研究人员向10%GelMA中加入了0.1%0.5%1%CPO来制备释放氧气的生物墨水。如图2A结果所示,当CPO添加量为0.5%时,墨水打印性能好。图2B流变性能测试显示,添加0.5% CPO的墨水其黏度高,可能是该墨水的pH值因CPO产生的氢氧根上升到GelMA等电点附近,使墨水黏度升高。CPO含量继续升高后体系黏度反而下降,可打印性变差。

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氧气释放与生物性能分析

如图3所示,不含CPO的水凝胶的氧气含量为≈0%,而含有 CPO的水凝胶支架可持续释放氧气 7天。表明含有3D打印含CPO水凝胶支架能够提供至少7天的有氧微环境。

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检测了CPO浓度0%0.1%0.5%1%GelMA支架中培养4天和7天的细胞活性。如图4所示,将CPO浓度增加到1%时对成纤维细胞活性有负面影响。加入CPO可提高缺氧第4天和第7天的细胞存活率,与常氧水平相当。这意味着在GelMA生物墨水中使用CPO可以防止缺氧微环境的有害影响。

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结果显示,在生物墨水中添加CPO可以提高在低氧条件下孵育的打印支架细胞活力,这将有助于治疗缺血性疾病,例如心肌梗死。

5显示了在低氧或常氧条件下含有0%0.5% CPOGelMA打印支架中心肌细胞活/死染色和相关的细胞活性定量。在具有0.5%CPO的支架中活细胞分布较为均匀。在孵育357天时,与不含CPO的支架相比,含有CPO的支架其活细胞数显著增加。

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西安齐岳生物是集化学科研和定制与一体的高科技化学公司,可以提供3D打印技术结合创新生物墨水材料,为打印出的细胞或组织提供更接近体内的生长环境,可应用于再生医疗和组织工程中心脏、皮肤、软骨、骨骼等组织构建;以及体外检测模型构建,来进行药物代谢和筛选、化妆品检测、生物材料研发和干细胞的体外分化等研究。

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以上内容来自小编zzj 2021.2.3






【公司简介】:

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【经营种类】:

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德尔塔(Delta)供应的产品仅用于科研,不能用于人体治疗、药物开发、和其他商业用途,如有购买方或第三方采购我公司的产品用于治疗、药物开发或商业用途,购买方或第三方将承担所有法律责任,我公司也将追究其法律责任。以上产品均可定购。


【运输说明】:


极低温产品:极低温产品运输过程中加装干冰运输。

低温产品:低温产品运输过程中加装冰袋运输。

常温产品:常温产品运输过程中无需加冰或者特殊包装。


【目前合作的部分科研单位】:

重庆医科大学,西南大学,第三军医大学,西南交通大学,重庆大坪医院,四川大学,华西医院,电子科技大学,哈尔滨工业大学,吉林大学,长春应化所,沈阳药科大学,中国海洋大学,北京大学,清华大学,北京理工大学,北京师范大学,北京中医药大学,中国农业大学,北京市肿瘤防治研究所,北京军事医学科学院,中国科学院动物研究所,中国科学院化学研究所,第四军医大学,西安交通大学,湖南大学,中南大学,武汉大学,武汉协和医院,华中科技大学,中山大学,广东药科大学,深圳大学,华南理工大学,中国科研学院先进技术研究院,厦门大学,福州大学,浙江大学,南京大学,南京医科大学,东南大学,中国药科大学,苏州大学,山东大学,山东师范大学,上海交通大学,华东理工大学,复旦大学,郑州大学,河南烟草局,宁夏医科大学,新疆大学,中国人民大学,中国科学院苏州纳米研究所,国家纳米科学中心,武汉病毒研究所,中国科学院过程工程研究所,江苏省原子医学研究所,中国科学院宁波材料技术与工程研究所,中国科学院上海硅酸盐研究所,中国医学科学院生物医学工程研究所等等

 

【目前合作过的药厂】:

石药集团中奇制药技术(石家庄)有限公司,西安力邦制药有限公司,上海药明康德新药开发有限公司,安徽省国平药业有限公司,苏州亚盛药业有限公司,兆科药业(合肥)有限公司,南京绿叶制药有限公司,山东绿叶制药有限公司,大冢(上海)药物研究开发有限公司,国药集团化学试剂有限公司,长春金赛药业有限责任公司,成都苑东药业有限公司,浙江海正药业等。


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