κ-卡拉膠是一種藻類提取的多糖,以其乳化特性而聞名,廣泛應用于食品和美容產品中。由于其在自然界中的豐富性、與天然糖胺聚糖的相似性和生物相容性,它是組織工程中動物明膠的有前景的替代品。κ-卡拉膠在生物醫學應用中更廣泛使用的關鍵是其可加工性,這受到其溫度依賴性流變特性的阻礙。鑒于此,洛桑聯邦理工學院Esther Amstad等人介紹了一種基于κ-卡拉膠的油墨,可以在室溫下通過直接油墨書寫(DIW)進行3D打印。
這是通過將κ-卡拉膠配制成通過第二個網絡共價交聯的微凝膠來實現的,從而形成雙網絡顆粒水凝膠(DNGH)。通過添加金屬離子和葡萄糖,這些DNGH可以在拉伸下硬化至0.9 MPa,在壓縮下硬化至1.1 MPa。金屬/葡萄糖增強也將斷裂功增加到1.1 MJ m?3,超過未改性κ-卡拉膠DNGHs的50倍。
通過室溫3D打印cm大小的獨立承重結構,展示了油墨的潛力。這種油墨被設想為一種非常適合動物明膠的藻類衍生替代品,用于組織工程和食品應用,例如作為軟糖果產品。
參考文獻:
F. Bono, S. H. Str?ssle Zuniga, E. Amstad, 3D Printable κ-Carrageenan-Based Granular Hydrogels. Adv. Funct. Mater. 2024, 2413368.
https://doi.org/10.1002/adfm.202413368