皮庆猛 王晓磊 张志亮 周碧玉 任晓芸 陆毅 黄一雄 傅敏刚 范志宏

硬材料3D打印已经展现了广泛的研究和应用价值，但是生物打印的研究尚处在早期阶段。为实现具有功能的生物活性组织的精确打印，理想的可打印生物材料应具有良好的生物相容性、支架结构具备良好孔隙率，并兼有降解性及快速可塑性[1-3]。由于可打印生物材料的限制，利用生物打印技术，快速构建复杂空腔组织或器官尚面临巨大挑战。

目前，较常用的可生物打印材料主要为水凝胶成分，一般是借助交联的方法实现打印过程中由液相向固相转变，即凝胶化[4]。甲基丙烯酸酐化明胶（GelMA）是一种明胶衍生物，经化学修饰后，可经UV照射快速交联形成网状结构[5]。文献报道GelMA 5%（m/v）～10%（m/v）交联后具有良好的细胞相容性，同时具有一定的打印可塑性[6]。海藻酸盐（Alginate）具有Ca2+快速交联的特性，但细胞在该种水凝胶里生长缓慢，伸展受限，浓度越高越不利于细胞生长[7]。在生物打印时一般将其浓度控制在1%（m/v）～2%（m/v）。

我们的前期研究证实，利用复合水凝胶可同时打印含有血管内皮细胞和BMSC的单层管状结构，打印后结构可实现灌注功能，细胞-支架复合物在体外可长期存活，并能在结构内铺展[8]。本实验以GelMA和Alginate为打印生物墨水，采用离子交联（Ca2+）和光交联快速分步固化的方法，探讨3D生物打印具有亚层次结构的复合空腔管状组织的可行性。

1 材料与方法

1.1 实验材料

猪源明胶（Gelatine，type-A，300 bloom）、甲基丙烯酸酐（Methacrylic Anhydride，MW=154.16 KDa）、海藻酸盐（Sodium alginate，MW=33 KDa，low viscosity）、氯化钙、EDTA等购自Sigma公司。胎牛血清、PBS、HEPES缓冲液、0.25%胰酶、高糖基础培养液DMEM等购自Gibico公司。……