在最近发表在《杂志》上的文章中生物打印，研究人员讨论了基于基于实质肝脏构建体的三维（3D）生物印刷的基于自由基清除明胶甲基丙烯酰胺的生物学配方的开发。
学习：基于实质性肝脏构建体的三维生物打印的基于甲基丙烯酰胺的生物学制剂的根本清除明胶。图片来源：Good先生/Shutterstock.com先生
背景
3D生物打印已成为组织工程和再生医学领域的潜在技术，并且是一种尖端技术，有助于创造物理上相同的生物学替代品。载体培养基或生物考虑用于根据特定的设计完成细胞沉积的任务。与细胞 - 细胞矩阵（ECM）紧密匹配并且具有极好的胶印质量的生物键是各种生物印刷过程的出色胶合质量，这是提高细胞功能和生存能力的有希望的选择。
水凝胶是该应用的理想选择，因为它们在结构上与ECM相似，并且可以交联以产生高度水合的3D网络。随着生物键的研究，已经研究了各种水凝胶系统。改良的明胶，也称为明胶甲基丙烯酰胺，明胶甲基丙烯酰基和明胶甲基丙烯酸酯，均缩写为凝胶，是研究最多的水凝胶系统之一，用于组织结构的生物制作。
由光引发细胞封装产生的自由基与蛋白质，细胞膜和脱氧核糖核酸相互作用，通过干扰多种生化和生理功能，从而导致实质性细胞损伤。许多抗氧化剂已被证明可以去除组织中的促氧化剂和清除自由基。
关于研究
在这项研究中，作者介绍了抗坏血酸（一种众所周知的自由基清除剂（FRS）分子）向Gelma Bioink配方中添加，以保护细胞增殖，生存力和3D生物印刷的实质肝结构的组织功能。调整了生物焦FRS的浓度，人肝癌细胞（HEPG2）被3D生物印刷。
该团队为功能性肝脏结构的生物打印提供了一种新的光保护生物学配方。将抗坏血酸作为生物学活性成分添加到生物学上。L-抗坏血酸用于生物学配方中，肝组织结构用作光保护化学物质。为了强调Gelma-frs生物可以在生物印刷的肝结构上的潜在益处，使用了HEPG2细胞。
研究人员测试了生物印刷结构的功能活性。还描述了基于Gelma的光保护生物学配方的创建。
观察
GELMA-FRS中的蛋白质合成（3.4）在第1天以50±2 ng/ml的速度开始，并在第7天线性增加到128±3 ng/ml。在第七天，白蛋白生产32±3 ng/ml，升至91±8 ng/ml。
在7天结束时，在3.4 mM FRS生物墨水配方中的细胞活性要比单独使用Gelma打印的细胞活性高得多。粘度值从24°C下的0.0156 PA.S上的0.0156 pa.s的凝胶-FRS（3.4）在17°C下增加到9.991 pa.s，在24°C下的0.00283在24°C的0.00283到4.0155，在15°C下在15°C（3.4））解决方案，之后曲线平稳，确认了凝胶的稳定性。
GELMA颗粒细胞的白蛋白分泌在第1天开始为60±2 ng/ml，在7天后线性增加到86±4 ng/ml。Gelma和Gelma-FRS（3.4）的压缩模量分别为1.37±0.24 kPa和0.29±0.03 kPa。冻干的Gelma和Gelma-FRS（3.4）水凝胶的孔隙率分别为74.1％和74.8％。
结果表明，在Gelma Bioink配方中使用3.4 mM FRS阻止了细胞内部过量活性氧（ROS）的形成。此外，经过7天的培养，在3D构建体中，优化的凝胶制剂（包括保留和增加的白蛋白，细胞活性和尿素合成），包括FRS。
结论
总之，这项研究阐明了光保护和基于Gelma的生物学对肝脏构建体的3D生物印刷的实用性。结果表明，在光合链接过程中的自由基清除增加了生物印刷结构的生存能力和功能。
基于生物墨水的肝脏构建体的光保护性Gelma-FRS（3.4）可能是改善生物工程肝组织中肝脏特异性功能的一种直接有效的方法。在新的生物学配方中封装的紫外线照射的肝细胞揭示了细胞内ROS的有效无效，同时保持肝脏特异性活性。
与标准凝胶相比，3D生物打印构建体中的细胞的活性超过150倍，并且更好的细胞功能。作者指出，与异质原代细胞生物打印的3D肝组织的结构组织和生理能力有望成为未来研究的重点。他们认为，经过基于监管标准进行进一步测试，这种生物焦配方将是开发可移植的肝脏结构以解决未来器官短缺问题的可行选择。他们还提到，该技术可用于大型肝脏结构的生物制作，这些肝脏结构需要几个或更长时间的紫外线照射会话。
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资源
Pai，R。R.，Ajit，S.，Sekar J，A。等。基于实质性肝脏构建体的三维生物打印的基于甲基丙烯酰胺的生物学制剂的根本清除明胶。生物打印E00214（2022）。https://www.欧洲杯线上买球sciendirect.com/science/article/pii/s2405886622000240
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