生物、医药和医疗器械技术

本发明涉及一种用于光固化载细胞3D打印复合水凝胶及其制备方法和应用。本发明的复合水凝胶结合甲基丙烯酰化明胶、羧甲基纤维素钠、透明质酸‑谷氨酸聚合物等的优点。所提供的3D打印复合水凝胶具有毒性低、生物相容性好、力学性能可调、可给细胞提供三维生存环境以及促进细胞在梯度支架上的粘附和迁移的特点，适用于组织工程支架及组织的载细胞打印。打印支架过程简单，可以在短时间内完成，并且通过调整水凝胶体系中HA‑Glu和Col的比例来调节3D打印水凝胶支架的孔隙率以及力学性能。

高精度生物制造：光固化载细胞3D打印复合水凝胶可实现复杂生物结构的高精度制造，为组织工程和再生医学提供定制化解决方案。

优异生物相容性：水凝胶材料具有良好的生物相容性和细胞亲和性，能够支持细胞生长和分化，适用于构建仿生组织和器官模型。

多功能材料设计：通过调控水凝胶的成分和交联度，赋予其力学性能、降解性和药物释放功能，满足多样化生物医学应用需求。

推动个性化医疗：该技术可用于制备患者特异性组织修复支架和药物筛选平台，加速个性化医疗的发展，具有广阔的临床应用前景。

(1)采用光固化3D生物打印技术可以实现载细胞打印水凝胶支架，支架的形态可控、成型性好、精度高，具有较好的稳定性。

(2)加入的GelMA作为光敏材料，可以通过光固化构建水凝胶支架，拥有RGD多肽刺激细胞生长和分化，为细胞提供黏附位点，具有优异的生物相容性。加入的NaCMC可以增加水凝胶支架的力学性能，保证固化后的水凝胶保持稳定。制备的透明质酸‑谷氨酸聚合物不仅保留了透明质酸原有的化学性质，可以抵抗组织压缩和细胞损伤，起到阻尼器的作用，还引入了谷氨酸的相关特性，可以作为神经中枢及大脑皮质的补剂，对于治疗神经损伤有一定的疗效，可以为神经细胞提供有利的生存环境。加入的胶原是细胞外基质的主要成分之一，具有优异的低免疫原性。复合水凝胶具有优良生物相容性、快速凝胶化、成型性好的综合性能，为组织工程提供了一种新型光固化材料。

(3)打印支架过程简单，可以在短时间内完成，并且通过调整水凝胶体系中HA‑Glu和Col的比例来调节3D打印水凝胶支架的孔隙率以及力学性能。