双刺激敏感生物可降解聚氨酯软水凝胶的合成与表征。( Synthesis and Characterization of Dual Stimuli-Sensitive Biodegradable Polyurethane Soft Hydrogels for 3D Cell-Laden Bioprinting. )

Shih-Hsiang Hsiao Shan-Hui Hsu 3D bioprinting biodegradable polyurethane creep dual stimuli-responsiveness soft hydrogel

三维生物打印技术是一个很有吸引力的平台，可以从生物材料和细胞中制备定制的组织工程替代物，用于修复或替换受损的组织和器官。三维生物打印材料面临的一个共同挑战是，由可生物降解聚合物水凝胶打印出来的结构由于机械稳定性差而容易坍塌。本研究采用环保型水性工艺合成了双刺激响应型可生物降解聚氨酯(PU)分散体(PUA2和PUA3)。在PU链端引入丙烯酸酯基团作为光敏部分，用于紫外光诱导交联和改善印刷适性，而在软链段引入混合寡醇作为热敏部分。通过动态光散射、小角X射线散射和流变测试验证了PU纳米粒子的光/热诱导形态变化。结果表明，经紫外处理后，纳米PU颗粒的形貌更像棒状，进一步加热后形成致密的堆积结构。利用这些紫外光固化的PU分散体的热敏特性，在接近体温的0.5-2kPa范围内进行了快速的热凝胶化。PU水凝胶的流变特性包括动态粘弹性、蠕变恢复和37℃剪切变薄行为，有利于微挤出3D打印加工，并且在打印前容易与细胞混合制备含细胞结构。双响应水凝胶结构显示了比热响应控制更高的分辨率和形状保真度，以及更好的细胞活力和增殖。此外，软质低模量(<1kPa)的水凝胶(PUA3)能为神经干细胞提供豆腐样的、稳定的、诱导分化的三维微环境。我们期望光/热响应型可生物降解聚氨酯油墨可以提供独特的流变特性，为定制软组织生物打印做出贡献。

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