[发明专利]一种双网络生物墨水及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种双网络生物墨水及其制备方法和用途，所述双网络生物墨水的制备原料包括可自由基光固化的天然高分子材料、脱细胞基质、可见光引发剂、共引发剂、溶剂；所述可见光引发剂为适用于450‑550nm波长可见光的引发剂。当脱细胞基质为消化脱细胞基质粉末时，制备方法如下：1)将消化脱细胞基质粉末和可自由基光固化的天然高分子材料溶解在酸溶液中，在冰浴条件下，调节pH至7‑8，并加入PBS溶液或培养基；2)向1)中加入引发剂、共引发剂，混合均匀后得到双网络生物墨水。本发明的生物墨水兼具良好的生物活性和可见光3D打印性质。

技术领域

本发明属于3D打印、生物医用材料技术领域，具体涉及一种可用于生物3D打印的新型双网络生物墨水及其制备方法和用途。

背景技术

生物3D打印是通过打印物的计算机辅助设计模型或计算机断层扫描获得数据后转化的模型，通过材料、细胞、生长因子的精确3D堆积，快速制造指定形状的具备生物活性的支架材料的技术。而当前，采用3D打印的方法制造的体内植入物虽然可以具备一定的生物活性，但是想要制造出真正的适合体内植入的器官或组织还存在很大的挑战，而最关键的部分就是适合的生物墨水，即可以支持细胞存活并维持因子活性的生物材料的研发。

细胞外基质是生物进化过程中高度保守的部分，不同种属间相容组织内的细胞外基质差异不大，通过物理或化学方法脱去组织中的所有细胞、抗原、脂质、可溶性蛋白质等物质、保留下具有完整外观形态、组织学特性以及超微结构的不溶性成分即是脱细胞基质。脱细胞基质可以不仅保留了其组织微结构，同时保留了相应的生物活性信息分子。脱细胞基质在经过胃蛋白酶消化后可以制备形成水凝胶，扩展了其应用范围。但是单独的脱细胞基质水凝胶力学强度差，不方便单独使用，不便于用作生物3D打印。

光固化3D打印反应条件温和、具备时空可控性，反应方便控制，适合用于生物3D打印。但是目前常用的是紫外光固化，在制备过程中，长时间的紫外光照射可能造成潜在的细胞损伤，不利于大结构的长时间打印过程。虽有文献报道采用可见光，但是其采用的为近紫外的强蓝光405nm，长时间照射也会造成细胞损伤。

发明内容

为了解决上述背景技术中所提出的技术问题，本发明的目的是提供一种双网络生物墨水及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一方面，本发明提供了一种双网络生物墨水，所述双网络生物墨水的制备原料包括可自由基光固化的天然高分子材料，脱细胞基质，可见光引发剂，共引发剂，溶剂；所述可见光引发剂为适用于450-550nm波长可见光的引发剂。

进一步地，所述可自由基光固化的天然高分子材料包括可光固化的透明质酸衍生物、可光固化的丝素蛋白衍生物、可光固化的明胶衍生物、可光固化的壳聚糖衍生物中的一种或至少两种的组合；

优选地，所述可光固化的透明质酸衍生物包括甲基丙烯酸酯化透明质酸、降冰片烯化透明质酸或酪氨酸化透明质酸；

优选地，所述可光固化的丝素蛋白衍生物包括甲基丙烯酸化丝素蛋白；

优选地，所述可光固化的明胶衍生物包括甲基丙烯酸化明胶、降冰片烯化明胶；

优选地，所述可光固化的壳聚糖衍生物包括甲基丙烯酸化壳聚糖。

进一步地，所述脱细胞基质为脱细胞基质水凝胶或消化脱细胞基质粉末；优选地，所述脱细胞基质为消化脱细胞基质粉末。

进一步地，所述脱细胞基质为软骨脱细胞基质；

优选地，所述软骨脱细胞基质包括椎间盘软骨脱细胞基质、半月板脱细胞基质或关节软骨脱细胞基质。

进一步地，所述可见光引发剂为曙红Y及其衍生物、钌吡啶络合物或核黄素；优选地，所述可见光引发剂为曙红Y及其衍生物；优选地，所述曙红Y衍生物包括曙红Y二钠盐、曙红Y二钾盐、曙红Y二铵盐；