本文將與大家分享，ATA-7015高壓放大器在基于微流控制備殼結構微凝膠的3D打印骨再生結構中的應用，希望能對各位工程師有所幫助與啓發。

　　利用3D生物打印技術制備載細胞組織結構時，打印過程中的剪切應力顯著降低了生物活性。已有研究證明，具有獨立控制隔室的微凝膠可以在打印過程中保護細胞。

　　近期，东华大学化学化工与生物工程学院和材料科学与工程学院的何创龙教授团队和周小军老师联合复旦大学附属浦东医院骨科的何家文医生提出利用基于微流控技术制备的核-壳结构的微凝胶封装细胞，以减少挤出生物3D打印过程中剪切应力对细胞的损伤，并在骨组织修复领域具有良好的应用前景。相关论文“Construction of 3D printed constructs based on microfluidic microgel forbone regeneration”发表于杂志Composites Part B上。

　　圖1載細胞微凝膠和3D打印載細胞微凝膠的制造過程示意圖

　　1.微流控制備核-殼結構的載細胞微凝膠

　　參數

　　油相：含有1v/v%司班80、0.01v/v%乙酸和0.8w/v%CaCl2-NP的液體石蠟

　　殼：2%w/v的海藻酸鈉和50mMCa-EDTA混合溶液

　　核：含有GFP-BMSCscells/mL的I型膠原溶液

　　流速：水相Qaqu/油相Qoil=1/3，核相Q1/殼相Q2=2

　　微凝膠制備過程（圖1）

　　將核心溶液和殼溶液分別裝入無菌微流控注射器的中間和兩側的注射器中，流速由注射泵獨立控制，在微流體平台上制備載有細胞的微凝膠；然後，在收集過程中，使用PBS溶液（pH=7.4）中和油相中的乙酸溶液；最後，將載有細胞的微凝膠重新懸浮在細胞培養基中進行體外培養。

　　表征

　　乙酸和CaCl2-NP濃度與微凝膠形態的關系：當CaCl2-NP的濃度爲0.8wt%時，0.01v/v%的乙酸溶液即可形成粒徑均勻的微凝膠（圖2）。

　　流速與微凝膠的粒徑分散性和殼核結構的關系：粒徑分散性隨著流速比Qaqu/Qoil的減小而減�。�尺寸也相應減小（圖2）；I型膠原相(Q1)流速增加，核層厚度增加，殼層厚度相應減�。▓D3）。

　　醋酸濃度和Qaqu/Qoil的流速比對載細胞微凝膠細胞活力的影響（圖4）：隨著乙酸濃度的降低和流速比的增加，細胞活力相應增加；使用這些參數制備的微凝膠具有良好的生物相容性。

　　圖2乙酸、CaCl2-NP濃度和流速對微凝膠形態的關系圖

　　圖3流速與微凝膠殼-核的關系圖

　　圖4載細胞微凝膠中細胞活力圖

　　2.3D載微凝膠結構的生物打印

　　打印參數

　　噴嘴內徑爲500μm；

　　層高0.55mm，網格填充寬度1mm，軸速度3mm/s，氣壓值0.25MPa；

　　墨水預處理溫度4℃。

　　打印過程

　　將生物3D打印機放置在無菌室中，以確保打印過程的無菌性。2mL載細胞微凝膠（5×10^5個細胞）與SilMA/GelMA複合材料混合作爲3D生物打印的生物墨水。爲確保細胞數的一致性，將2mL培養基（5×10^5個細胞）加入到不含微凝膠的bioink中作爲對照組進行生物打印。3D打印體在UV照下（365nm，10秒）進行光交聯，並轉移到細胞培養板培養。

　　表征：

　　微凝膠結構對細胞活力的影響：3D打印的載細胞微凝膠結構的細胞活力高于載細胞3D打印結構，微凝膠在打印過程中對細胞的保護作用。

　　圖53D打印結構體的細胞增殖圖

　　3.3D打印結構促進骨組織再生

　　炎症反應：將Microgel-15%SilMA/GelMA和15%SilMA/GelMA構建體置于SD大鼠的皮下，材料與組織界面周圍未觀察到明顯的炎症反應，適合體內植入。

　　骨缺損修複效果：將載有細胞的構建體置SD大鼠的顱骨缺損處，micro-CT、BMD及H&E染色結果表明Microgel-15%SilMA/GelMA比15%SilMA/GelMA相比，可明顯促進BMSCs的增殖和體內骨再生。

　　圖6皮下植入3D打印結構體1周和2周後的H&E和Masson染色

　　圖7評估體內骨再生圖

　　ATA-7015高壓放大器

　　帶寬：（-3dB）DC~80kHz

　　電壓：3kVp-p（±1.5kVp）

　　電流：40mAp

　　功率：60Wp

　　壓擺率：≥534V/μs

　　可程控

　　總之，研究者證明了使用微凝膠封裝細胞減少打印過程中的細胞損傷、增強細胞活力策略的可行性。同時表明，嵌入微凝膠的SilMA/GelMA具有良好的生物相容性，具有成爲用于3D生物打印的多功能生物墨水的潛力。

　　本資料由Aigtek安泰電子整理發布，更多案例及産品詳情請持續關注我們。西安安泰電子是專業從事功率放大器、高壓放大器、功率放大器模塊、功率信號源、射頻功率放大器、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等电子测量仪器研发、生产和销售的高科技企业，为用户提供具有竞争力的测试方案。Aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线，且具有相当规模的仪器设备供应商，样机都支持免費試用。如想了解更多功率放大器等产品，请持续关注安泰電子官網www.aigtek.com或撥打029-88865020。