您当前所在位置:首页 > 新品上市 > 实验室耗材 > 生物偶联
海藻酸盐/聚赖氨酸生物墨水常态下大尺寸自支撑结构三维支架的打印
发布时间:2021-02-04     作者:zzj   分享到:

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。

 

在组织工程领域,传统制备方法如粒子沥滤法和冷冻干燥虽然能够制备多孔支架,但是难以精确调控支架外型与内部结构。三维打印是一种增材制造方法,三维生物打印实现了细胞或生长因子和生物材料同时构建三维支架,能够控制细胞或生长因子等在三维支架内部的分布,有望精准地在体外打印组织或器官。在此基础上,三维打印主要是缺乏合适的生物材料用来构建功能化生物墨水。

海藻酸盐是线性聚阴离子型多糖,来源广泛且价格低廉,主要结构单元为β-D-甘露糖醛酸(M)和α-L-古洛糖醛酸(G),由于海藻酸具有优异的打印性能和与钙离子快速交联成型性能,同时较好的生物相容性有利于包载细胞,海藻酸盐是生物墨水常用的材料之一。与钙离子快速结合是海藻酸盐的优点但其也存在不足,钙离子在生理环境下容易与其他单价离子发生置换,从而破坏了支架的交联结构,导致支架坍塌。海藻酸盐虽然具有较好的生物相容性,能够实现细胞的包裹和较高的存活率,但是海藻酸盐的生物活性较低,细胞难以在海藻酸盐上黏附和铺展,限制了海藻酸盐在三维生物打印中的应用。目前的研究对于改善海藻酸盐稳定性问题,主要有对海藻酸盐进行甲基丙烯酸改性或接枝多巴胺,从而实现光交联或氧化交联;而为了提高海藻酸盐的生物活性,接枝RGD蛋白序列是目前常用的方法之一,RGD能够促进细胞的黏附和铺展。

设计了电荷可调控的海藻酸盐/聚赖氨酸生物墨水,聚赖氨酸富含氨基,能够与海藻酸盐的羧基发生电荷作用。实验结果发现,聚电解质之间的电荷相互作用能够提高生物墨水的打印稳定性,实现大尺寸支架打印。另一方面,支架表面的电荷可调控性促进了细胞的黏附并实现了活性因子的负载和缓释,提高了海藻酸盐的生物活性,实现了功能化支架打印。

三维生物打印图示:

image.png

1 A:生物墨水组成和功能化支架打印示意图;B:打印后支架在水中的稳定性表征;C:打印的大尺寸自支撑结构支架;D1D2:打印的管状支架正面图和侧面图;D3:生物墨水搭载骨髓间充质干细胞的活死染色和细胞存活率表征。

使用聚赖氨酸与海藻酸盐混合,制备了聚电解质生物墨水(图1A),流变学表征证明小分子聚赖氨酸的加入并没有改变海藻酸盐基生物墨水的剪切稀化属性,而打印后聚赖氨酸和海藻酸盐之间的电荷相互作用提高了打印支架的稳定性(图1B)并且实现了大尺寸三维支架打印(图1C)。同时,他们尝试了使用该生物墨水打印管状支架(图1D)并包载骨髓间充质干细胞,细胞在生物墨水中的存活率较高。结果表明:基于电荷相互作用能够提高生物墨水的稳定性从而构建结构复杂的大尺寸三维支架。

image.png

image.png

image.png

三维支架理化性能表征:

打印后的支架经过交联处理能够进一步提高稳定性,如图2A2B所示,海藻酸盐/聚赖氨酸支架相对海藻酸钙支架具有更高的含水量和孔隙率以及更缓慢的降解速率,而控制生物墨水的组分比例能够进一步调控降解速率。同时交联处理后能够调控支架的表面电荷和亲疏水性(图3A3B),有利于生长因子的静电吸附,从而提高支架的功能性,实验结果证明可调控的支架电荷能够实现硫酸软骨素和血管内皮细胞生长因子的负载和缓慢释放(图4)。

image.png

聚赖氨酸的添加改变了打印后支架的表面电荷,他们在打印后的支架表面种植了骨髓间充质干细胞,实验证明聚赖氨酸改性的支架在表面带正电荷的情况下能够促进细胞的黏附和铺展,细胞的黏附量与海藻酸钙支架有显著性差异(图5)。随后他们研究了负载硫酸软骨素或血管内皮细胞生长因子的支架是否具备应有的生物活性,实验结果证明固定的硫酸软骨素促进了干细胞成软骨基因的表达以及促进了二型胶原的大量分泌。而血管内皮细胞生长因子的缓慢释放促进了干细胞血管分化相关基因的表达(图6)。

image.png

由于电荷相互作用,海藻酸盐/聚赖氨酸生物墨水能够实现在常态下大尺寸自支撑结构三维支架的打印,而且支架在水溶液中具有很好的稳定性,包载细胞的存活率较高。进一步对支架进行交联,能够实现支架表面电荷可调控性,由于未使用钙离子作为交联剂,提高了支架长期的稳定性。基于可调控的支架表面电荷,实现了促进细胞黏附和固定各种生长因子或细胞外基质,体外细胞实验证实了固定的生长因子或细胞外基质对于干细胞基因表达的调控作用。研究者相信,使用海藻酸盐/聚赖氨酸生物墨水有利于实现大尺寸高稳定性的三维支架个性化打印,而且支架的可调控的电荷和降解性能有望将其应用于各种生长因子与细胞外基质的固定,赋予支架生物功能,从而满足不同组织的修复需求。





【公司简介】:

德尔塔(Delta) 是西安齐岳生物科技有限公司旗下品牌,德尔塔(Delta) 目前经营的产品主要有合成磷脂,PEG衍生物,嵌段共聚物,纳米金,磁性纳米颗粒,介孔二氧化硅,活性荧光染料,荧光量子点,点击化学和大环配体等等,这些产品在国内给数百家高校实验室和数十家中科研研究所及药厂长期供应,德尔塔(Delta) 成立之初以代理国外进口品牌的为主,产品主要涉及磷脂、PEG衍生物等产品,随着公司的发展和扩大,公司更注重自主品牌的建立和高附加值的高端产品研发并且注册了自己品牌商标,在未来3-5年公司预计将建立一个综合型的大型实验室,该实验室不仅提供全方面的纳米靶向药物科研产品及定制外包服务,还将承接其他研究领域的科研产品和定制外包服务,预计该实验室还将与国内数十家大型药厂进行前期药物研发的科研合作,为药厂提供科研产品及技术服务,在研发阶段协助药厂开发抗肿瘤新药,一旦新药开发成功,在研发阶段积累的高端辅料产品和研发经验将支持我们建立一条药用辅料生产线给该肿瘤新药长期提供高端药用辅料。在高校和研究所科研领域上面公司不但要抢占国内市场还要开拓国际市场,国际业务以在2018年初开始启动,部分产品已远销欧美大陆,计划在未来3年-5年公司的拳头产品要抢占大量的国际市场,使得德尔塔(Delta) 品牌发展成一个国际品牌。

 

【经营种类】:

德尔塔(Delta) 经营的产品种类包括有:合成磷脂、高分子聚乙二醇衍生物、嵌段共聚物、磁性纳米颗粒、纳米金及纳米金棒、近红外荧光染料、活性荧光染料、荧光标记的葡聚糖BSA和链霉亲和素、蛋白交联剂、小分子PEG衍生物、点计化学产品、树枝状聚合物、环糊精衍生物、热门肿瘤原料药、大环配体类、荧光量子点、透明质酸衍生物、石墨烯或氧化石墨烯、碳纳米管、富勒烯,二氧化硅及介孔二氧化硅,聚合物微球,近红外荧光染料,聚苯乙烯微球,上转换纳米发光颗粒,MRI核磁造影产品,荧光蛋白及荧光探针等等。


【温馨提示】:

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。


【地  址】:陕西省西安市雁塔区含光南路与丁白路交叉口美苑楼尚20F

【联  系】:张经理

【电  话】:18133906270

【邮  箱】:1525990437@qq.com

【网  站】:http://www.delta-f.com/
库存查询