組織工程中微管結(jié)構(gòu)的有效復(fù)制仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。近日，荷蘭烏得勒支大學(xué)Tina Vermonden等研究人員通過(guò)探索兩種熱敏水凝膠——明膠甲基丙烯?；╣elMA）和絲素蛋白甲基丙烯酰（silkMA）——與聚N-異丙基丙烯酰胺（pNIPAM）結(jié)合，研究了通過(guò)收縮機(jī)制創(chuàng)建復(fù)雜、高分辨率管狀結(jié)構(gòu)的pNIPAM的溫度響應(yīng)特性。
系統(tǒng)研究表明，在高溫（33-37°C）下，收縮行為受到聚合物濃度的精確控制。對(duì)于這兩種水凝膠類型，水凝膠尺寸從室溫（RT）到33°C減小了約15%，從RT到37°C減少了約40%。收縮會(huì)影響機(jī)械性能，在37°C下，gelMA-pNIPAM凝膠的壓縮模量增加了約2.8倍，silkMA-pNIPAN凝膠的壓縮系數(shù)增加了約5.1倍。
結(jié)合體積打印，這些材料對(duì)正特征的分辨率提高了≈20%，對(duì)負(fù)特征的分辨率增加了≈70%，從而能夠在幾秒鐘內(nèi)創(chuàng)建復(fù)雜的高分辨率結(jié)構(gòu)，并具有開(kāi)放通道（≈50μm）。與silkMA-pNIPAM水凝膠相比，GelMA-pNIPAP水凝膠顯示出更好的細(xì)胞相容性，促進(jìn)細(xì)胞粘附和存活。這項(xiàng)研究證明了熱敏水凝膠通過(guò)體積打印設(shè)計(jì)復(fù)雜、高分辨率管狀結(jié)構(gòu)的能力，這是一種制造模擬天然組織的微環(huán)境的有效途徑，有可能開(kāi)發(fā)相關(guān)的體外模型。
參考文獻(xiàn)：
M. Viola, M. G. Valverde, P. N. Bernal, J. P. van Trijp, J. Hak, G. D. Marco, M. Neumann, C. C. Schuurmans, C. F. van Nostrum, R. Masereeuw, S. M. Mih?il?, J. Malda, R. Levato, T. Vermonden, Thermal Shrinking of Biopolymeric Hydrogels for High Resolution 3D Printing of Kidney Tubules. Adv. Funct. Mater. 2024, 2406098.
https://doi.org/10.1002/adfm.202406098
