Scaffold di idrogel granulare di gelatina metacrilico: fabbricazione di microgel ad alta produttività, liofilizzazione, assemblaggio chimico e bioprinting 3D

L'emergere di scaffold granulari di idrogel (GHS), fabbricati tramite l'assemblaggio di microparticelle di idrogel (HMP), ha permesso la formazione di scaffold microporosi in situ. A differenza degli idrogel sfusi convenzionali, i pori interconnessi su microscala nel GHS facilitano l'infiltrazione cellulare indipendente dalla degradazione e il trasferimento di ossigeno, nutrienti e sottoprodotti cellulari. La gelatina modificata con metacrilile (GelMA), un biopolimero (foto)chimicamente reticolabile a base di proteine contenente adesivi cellulari e porzioni biodegradabili, è stato ampiamente utilizzato come biomateriale sensibile alle cellule / istruttivo. La conversione di GelMA sfuso in GHS può aprire una pletora di opportunità per l'ingegneria e la rigenerazione dei tessuti. In questo articolo, dimostriamo le procedure di fabbricazione di microgel GelMA ad alta produttività, conversione in microgel secchi risospendibili (micro-aerogel), formazione di GHS tramite l'assemblaggio chimico di microgel e fabbricazione di bioink granulari per la bioprinting per estrusione. Mostriamo come un trattamento fisico-chimico sequenziale tramite raffreddamento e fotoreticolazione consenta la formazione di GHS meccanicamente robusto. Quando la luce è inaccessibile (ad esempio, durante l'iniezione di tessuti profondi), gli HMP GelMA reticolati singolarmente possono essere assemblati bioortogonalmente tramite reticolazione enzimatica utilizzando transglutaminasi. Infine, la bioprinting tridimensionale (3D) di GHS microporoso a bassa densità di impacchettamento HMP è dimostrata attraverso l'autoassemblaggio interfacciale di nanoparticelle caricate eterogeneamente.