2. 脱细胞软骨基质的甲基丙烯酸化和具有微孔结构的ACMMA基水凝胶的制备
为了制备可光交联的水凝胶,ACM 被甲基丙烯酸酐 (MA) 改性。简而言之,将 0.5 g 水溶性ACM 溶解在去离子水中,并在冰浴中以 0.5 mL/min 的速率加入 0.5 mL MA。用 5 M NaOH 将 pH 值保持在 8 和 10 之间,并在不断搅拌下继续反应过夜。反应后,用1M HCl中和溶液,用3,500D透析膜在蒸馏水中透析1周,然后冷冻和冻干。
在细胞载入前12小时制备预凝胶溶液。冻干的 ACMMA和GelMA都完全溶解在培养基中,分别达到5%的最终ACMMA和GelMA 浓度。光引发剂LAP粉末完全溶解在溶液中,最终 LAP浓度为0.25%。将成孔剂PEO(平均 Mw = 300,000)粉末溶解在溶液中,使PEO的最终浓度达到1%。基于相分离空隙形成策略,采用ACMMA/GelMA和PEO聚合物的两种生物相容性溶液的水性两相乳液在随后的光交联和浸出过程中制备微孔水凝胶。所有水凝胶制剂在连续搅拌下充分混合,用注射器过滤器(0.45 μm孔径)消毒,并保存在培养箱中避光。最后,通过暴露于蓝光(波长:405 nm;强度:20 mW/cm2;距离:10 cm;曝光时间:60 s)诱导水凝胶交联。
图3. 甲基丙烯酸化脱细胞软骨基质水凝胶的甲基丙烯酸化机理和光交联过程。
A)GELMA 和 ACMMA 的甲基丙烯酸化机理,以及在蓝光照射 (405 nm, 20 mW/cm 2 ) 下从可流动的预凝胶溶液到固化水凝胶的光交联机理。B) GelMA、ACMMA 的1 H NMR 光谱和 ACMMA/GelMA 凝胶前体的光交联过程(红色箭头表示甲基丙烯酰胺基团的信号峰在 5.4 和 5.6 ppm)。C) 基于 ACMMA 生物墨水的格子状结构的光交联过程和生物打印过程。