
3D打印技术是从上个世纪80年代开始发展的新型成型技术,它也是计算机辅助设计在制造领域应用的一个例子。3D打印的基本原理就是把打印材料离散、堆积起来,具体来说就是通过原材料一层一层地堆积,从而获得三维实体。生物3D打印是3D打印技术在生物医学领域的应用,这是科研人员关注的研究方向,而且有着广阔的应用前景。目前,在组织工程里,光固化式打印是具有广阔应用前景的生物3D打印技术。光固化式打印通过生物墨水在特定波长光源下从液态转变为固态,一层一层堆积形成结构。光固化打印的优点是成型速度快、精度高,对细胞损伤小,所以近年来成为研究热点。现在常见的光敏生物墨水主要是以光敏树脂和GelMA为代表的高分子水凝胶材料。

光敏树脂生物相容性较差,固化后硬度高,这些缺点限制了它在组织工程中的应用。近年来,以GelMA为代表的新型光敏生物墨水逐渐成为研究热点,这种材料具有良好的生物相容性和光敏感性。不过,明胶的免疫原性成为它在组织工程中进一步应用的阻碍。我们在总结和借鉴前人工作的基础上,利用壳聚糖这种生物相容性好且无免疫原性的天然高分子材料作为原料,通过化学接枝甲基丙烯酸酐制备了一种具有光敏特性的壳聚糖衍生物(CHI - MA)。然后,把CHI - MA与数字光固化技术以及3D打印技术结合起来制造壳聚糖水凝胶支架。壳聚糖分子链上有一定数量的氨基,通过这些氨基与甲基丙烯酸酐之间的酰胺化反应,在壳聚糖分子链上引入了可以光响应的碳碳双键官能团,赋予了壳聚糖光交联的性能。紫外可见吸收光谱和傅里叶红外证明甲基丙烯酸酐成功地接枝到了壳聚糖分子链上。