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  生物3D打印技術被認為是構建模擬人體組織的細胞負載水凝膠模塊的有效手段，在生物醫學中應用前景廣泛。理想的3D打印生物墨水需要同時滿足合適的生物相容性、力學強度、打印可塑性等要求，并且為了實現營養物質的傳輸和代謝產物的交換，從而提高細胞活性，以及促進細胞生長和增殖，打印成型后的細胞負載水凝膠模塊還應具有多孔結構。眾多苛刻的要求使得研制理想的生物墨水至今仍是一項巨大的挑戰。

  哈佛大學醫學院Yu Shrike Zhang教授課題組利用雙水相乳液理論制備出一種明膠甲基丙烯酰（GelMA）和聚環氧乙烷（PEO）雙水相乳液生物打印墨水，可實現細胞負載多孔水凝膠的直接快速打印成型。他們發現負載細胞的GelMA水溶液和PEO水溶液可實現兩相互不混溶，形成雙水相乳液。同時，該生物墨水的粘度可通過降低溫度的方法調節，使之適合擠出打印，同時通過光交聯GelMA相，實現水凝膠的快速成型。將此水凝膠置于細胞培養液中培養可快速除去PEO相，形成具有連通孔結構的細胞負載水凝膠模塊。這項研究為構建細胞負載多孔水凝膠模塊，實現人體組織或器官的模擬提供了新的方法，并得到了國際同行的認可，于近日在國際材料領域頂級期刊Advanced Materials上發表。該研究成果題為“Aqueous Two-Phase Emulsion Bioink-Enabled 3D Bioprinting of Porous Hydrogels”。哈佛大學博士后研究員應國量博士和姜楠博士為該論文的共同第一作者。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201805460

【作者簡介】

  Yu Shrike Zhang博士于美國哈佛大學醫學院擔任教職，2013年Georgia Institute of Technology生物醫學工程系取得博士學位，2013年至2016年在哈佛大學醫學院下屬布萊根和婦女醫院生物醫學工程部從事博士后研究，2016年4月起擔任講師及副生物醫學工程師，并于2018年升任助理教授；研究領域包括生物制造及器官芯片的平臺搭建與應用研究，在相關領域發表論文140余篇，包括以第一或通訊作者發表的PNAS、Science、Nat. Rev. Mater.、Adv. Mater.、ACS Nano、Angew. Chem. Int. Ed.、Biomaterials 等，其中超過25篇封面文章；研究成果曾被BBC、Fox News、The Boston Globe/Stat News、Science Daily、Technology Networks、IEEE Spectrum、《科技日報》等報道，曾獲得多種國際和地區性獎項40余項。