一种适用于3D生物打印的水凝胶墨水的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于3D生物打印的水凝胶墨水的制备方法，具体按照以下步骤实施：首先，将壳聚糖衍生物溶于细胞培养基中，在冰水浴条件下冷冻，之后加入Pluronic F127衍生物，离心，冷藏，之后将天然多糖溶于去离子水中，加入高碘酸钠和乙二醇，在避光条件下搅拌，透析，冷冻干燥，冷藏后溶于细胞培养基中，最后将水凝胶前驱体浸入多糖交联剂培养基溶液中，稳定交联，即可。该方法利用壳聚糖或其衍生物与天然多糖交联剂反应，既提高了水凝胶墨水的结构稳定性，又实现了多糖分子的功能化修饰，丰富了该墨水的生物学用途。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于3D生物打印的水凝胶墨水的制备方法
本专利技术属于水凝胶墨水材料制备
，具体涉及一种适用于3D生物打印的水凝胶墨水的制备方法。
技术介绍
3D生物打印是利用增材制造原理定位组装生物材料、细胞单元，制造组织工程支架和组织器官等制品的重要技术手段。3D生物打印的关键核心在于打印墨水材料，“水凝胶”支架类似于生物体细胞外基质结构，可原位负载细胞，是理想的3D打印生物墨水。3D打印水凝胶生物墨水具备四个基本特征：(1)可调节的粘度；粘度是阻碍水凝胶前驱体溶胶流动的阻力，可调的粘度对设计适合的打印方式，打印参数区间以及延缓结构形变具有重要意义；(2)优异的剪切变稀性能；剪切变稀是高分子水凝胶体系的粘度随剪切应力的增大而降低，而当应力卸载后，粘度可缓慢恢复的现象，剪切变稀有利于水凝胶墨水从喷头中挤出；(3)快速的自愈合能力；快速自愈合要求打印过程中被破坏的水凝胶能够通过物理或化学作用自我修复，有利于提高结构保真度；(4)保证结构稳定的力学强度；适宜的力学强度一方面能阻止打印结构的塌缩，维持结构稳定性；此外，在适当打印条件下，打印墨水以塞流形式挤出，保护细胞，免受剪切力损伤，并能防本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于3D生物打印的水凝胶墨水的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、将壳聚糖衍生物溶于细胞培养基中，并在0℃～4℃的冰水浴条件下冷冻15min～30min，之后向细胞培养基中加入Pluronic F127衍生物，得到混合液，之后再将混合液采用离心处理，使固液分离，将得到的固体物质在4℃～8℃的条件下冷藏，备用；壳聚糖衍生物、细胞培养基、Pluronic F127衍生物的质量比为2～15：100：20～40；步骤2、制备多糖交联剂培养基溶液，具体为：步骤2.1，将天然多糖溶于去离子水中，搅拌均匀，加入高碘酸钠，在避光条件下搅拌4h～6h，之后在加入乙二醇，在避光条件下继续...

【技术特征摘要】
1.一种适用于3D生物打印的水凝胶墨水的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、将壳聚糖衍生物溶于细胞培养基中，并在0℃～4℃的冰水浴条件下冷冻15min～30min，之后向细胞培养基中加入PluronicF127衍生物，得到混合液，之后再将混合液采用离心处理，使固液分离，将得到的固体物质在4℃～8℃的条件下冷藏，备用；壳聚糖衍生物、细胞培养基、PluronicF127衍生物的质量比为2～15：100：20～40；步骤2、制备多糖交联剂培养基溶液，具体为：步骤2.1，将天然多糖溶于去离子水中，搅拌均匀，加入高碘酸钠，在避光条件下搅拌4h～6h，之后在加入乙二醇，在避光条件下继续搅拌2h～3h，得到混合液b；步骤2.2，将经步骤1后得到的混合液b装入分子量为3000～8000的透析袋中透析3天～5天，之后于-60℃～-70℃的条件下冷冻干燥48h～72h，得到多糖交联剂，最后，将多糖交联剂在-18℃～-25℃的条件下冷藏，备用；步骤2.3，将经步骤2.2后得到的多糖交联剂溶于细胞培养基中，得到质量百分浓度为1％～10％的多糖交联剂培养基溶液；步骤3，制备水凝胶墨水；具体为：将经步骤1后得到的固体物质于30℃～37℃的条件下放置1min～5min，得到水凝胶前驱体，之后将水凝胶前驱体浸入多糖交联剂培养基溶液中，稳定交联15min～30min，即可得到水凝胶墨水；水凝胶前驱体与多糖交联剂培养基溶液的体积比为1～2：5～10。2.根据权利要求1所述的一种适用于3D生物打印的水凝胶墨水的制备方法，其特征在于，所述步骤1和步骤2中，细胞培养基为均高糖DMEM细胞培养基、低糖DMEM细胞培养基或者DMEM/F12细胞培养基。3.根据权利要求1所述的一种适用于3D生物打印的水凝胶墨水的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，壳聚糖衍生物为甲基丙酰化壳聚糖、羟乙基壳聚糖、羟丙基壳聚糖、羟丁基壳聚糖中的任意一种。4.根据权利要求3所述的一种适用于3D生物打印的水凝胶墨水的制备方法，其特征在于，所述甲基丙烯酰化壳聚糖的制备方法，具体为：将壳聚糖溶解于乙酸水溶液中，搅拌均匀，加入甲基丙烯酸酐，之后置于0～4℃的条件下反应4h～6h，得到甲基丙烯酰化的多糖溶液，之后将甲基丙烯酰化的多糖溶液装入分子量为3000～7000的透析袋中透析5～7天，之后在-55℃～-60℃的条件下冷冻干燥48～72h，最后在-18～-25℃的条件下冷藏，备用；壳聚糖、乙酸水溶液和甲基丙烯酸酐的质量比为1：100：1～2；乙酸水溶液中，乙酸与水的体积比为1：50～100。5.根据权利要求3所述的一种适用于3D生物打印的水凝胶墨水的制备方法，其特征在于，所述羟丁基壳聚糖的制备方法，具体为：将壳聚糖粉末分散于质量分数45～55％的NaOH水溶液中进行碱化处理，氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：任鹏刚，张华，杨帆，任芳，靳彦岭，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61