利用先进的生物3D打印技术体外仿生构建组织、器官，用于再生医学、发育生物学研究和药物筛选等已成为全球关注的研究热点。打印墨水作为生物3D打印技术重要组成部分是实现打印精度，维持细胞存活及功能的基础。其中，海藻酸盐（Alg）因其广泛的来源、较低的价格、优异的生物安全性和可打印性被广泛使用。然而，Alg墨水黏度高、打印后稳定性差、缺少生物活性，严重阻碍了其在生物打印领域的应用。如何让这样一款经典的墨水材料重换生机？近期，中国科学院深圳先进技术研究院阮长顺团队提出双交联改进策略（图1），通过引入小分子聚阳离子ε-聚赖氨酸（ε-PL）和甲基丙烯酰化改性（-MA），对墨水（即AlgMA/PLMA）进行打印前预交联及打印后光交联，实现了对大尺寸、精细结构的稳定构建。此外，ε-PL赋予墨水可调的电荷性质，显著提升了其细胞活性调控性能。相关工作以“A Small-Molecule Polycationic Crosslinker Boosts Alginate-Based Bioinks for Extrusion Bioprinting”为题发表在《Advanced Functional Materials》上（2023, 2310369）。本成果为该团队在2019年提出聚电解质基打印墨水（Lin et al. Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1808439.）后取得相关进展。该论文得到了国家重点研发计划项目、国家自然基金优秀青年基金项目等基金的资助。

图1  小分子聚阳离子增强型海藻酸盐生物墨水精准构建大尺寸结构

图2  AlgMA/PLMA生物墨水打印性能定量分析

图3  AlgMA/PLMA生物墨水调控细胞活性

  原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202310369

通讯作者简介

  阮长顺，中国科学院深圳先进技术研究院研究员/博士生导师，聚焦于生物3D打印器官体外精准制造与功能重建等前沿交叉研究，尤其在骨-关节功能重建方面。先后主持国家级课题5项（国家自然科学基金优秀青年项目、科技部重点研发计划课题等），省市科技项目10余项。近年来，以通讯作者（含共同）发表30余篇，包括The innovation、Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci.、Bone Res.、Biomaterials、Bioact. Mater.、Research等；申报中国发明专利30余项，国际PCT专利6项，获发明专利授权15项，部分实现转化；担任中国生物材料学会生物材料先进制造分会秘书长、中国康复医学会修复重建外科专业委员会再生医学转化学组常务委员、中国医药生物技术协会3D打印分会委员等；担任生物制造领域国际期刊Bio-Des. Manuf 副主编。