Gelatinmetakryloyl granulære hydrogelstillas: Mikrogelfabrikasjon med høy gjennomstrømning, lyofilisering, kjemisk montering og 3D-bioprinting

Fremveksten av granulære hydrogelstillas (GHS), fremstilt ved montering av hydrogelmikropartikler (HMP), har muliggjort mikroporøs stillasdannelse in situ. I motsetning til konvensjonelle bulkhydrogeler, letter sammenkoblede mikroskalaporer i GHS nedbrytningsuavhengig celleinfiltrasjon, samt oksygen, næringsstoffer og cellulær biproduktoverføring. Metakryloylmodifisert gelatin (GelMA), en (foto) kjemisk tverrbindbar, proteinbasert biopolymer som inneholder celleklebende og biologisk nedbrytbare deler, har mye blitt brukt som et celleresponsivt / instruktivt biomateriale. Konvertering av bulk GelMA til GHS kan åpne en mengde muligheter for vevsteknikk og regenerering. I denne artikkelen demonstrerer vi prosedyrene for GelMA-mikrogelfabrikasjon med høy gjennomstrømning, konvertering til resuspenderbare tørre mikrogeler (mikroaerogeler), GHS-dannelse via kjemisk montering av mikrogeler og granulær bioblekkfabrikasjon for ekstruderingsbioprinting. Vi viser hvordan en sekvensiell fysisk-kjemisk behandling via kjøling og fotokryssbinding muliggjør dannelse av mekanisk robuste GHS. Når lyset er utilgjengelig (f.eks. under dyp vevsinjeksjon), kan individuelt tverrbundne GelMA HMPs settes sammen bioortogonalt via enzymatisk kryssbinding ved bruk av transglutaminaser. Til slutt demonstreres tredimensjonal (3D) bioprinting av mikroporøs GHS ved lav HMP-pakketetthet via grensesnittets selvmontering av heterogent ladede nanopartikler.