湖南大学：一种可用于3D生物打印的抗菌ε-聚赖氨酸衍生生物墨水

凭借其个性化定制的优势，3D生物打印受到了组织工程研究人员的广泛关注。生物墨水在打印过程中起着保护细胞，并在打印后提供促进细胞生长和组织再生的支架的作用。此外，不同的3D生物打印方法需要具有不同特性的生物墨水。然而目前用于3D生物打印的生物墨水是不足的，这限制了3D生物打印在组织工程中的应用。另一方面，细菌感染严重威胁着3D生物打印及后续组织工程技术的实现，并可能导致移植物植入失败和术后严重并发症。因此，引入一种具有固有抗菌特性的新型生物墨水用于组织工程，将促进3D生物打印在组织工程中的发展。

近日，湖南大学刘海蓉教授课题组提出了一种新型可用于3D生物打印的抗菌ε-聚赖氨酸衍生生物墨水。体外抗菌实验表明，基于ε-聚赖氨酸的水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有较强抗菌性能。通过使用面投影微立体光刻技术（nanoArch S140,摩方精密），该研究成功打印了不同形状的高保真载软骨细胞水凝胶。在体内异位成软骨实验中，载细胞水凝胶经过4周培养形成了软骨样组织。

总的来说，此项研究提出了一种很有前景的3D生物打印抗菌生物墨水，为3D生物打印在组织工程中的应用提供了一个新的选择。相关论文在线发表在《Journal of Materials Chemistry B》，湖南大学何亚辉为本文第一作者，刘海蓉、周征为通讯作者，韩晓筱课题组为本文3D生物打印提供了支持。

图1 (a)EPLGMA-H水凝胶制备工艺示意图。(b)EPLGMA-1、EPLGMA-2和EPLGMA-3在D₂O中的¹H NMR谱。(c)蓝光照射后的EPLGMAs凝胶化照片。(d)EPLGMA-H凝胶过程的动态实时流变学分析。

图2大肠杆菌和金黄色葡萄球菌分别与PBS、EPLGMA-1H、EPLGMA-2H、EPLGMA-3H共混后的(a)生长情况，(b)细菌存活率，(c)活/死细菌染色照片。

图3 (a-c)3D生物打印制备的细胞负载EPLGMA-3H的3种不同形状的俯视图。(d-i)3D生物打印载细胞EPLGMA-3H培养3天后的活细胞照片，(g-i)分别为(d-f)的放大照片。