3D生物打印技术采用细胞和生物相容性材料作为“生物墨水”，可制造复杂仿生异质性结构，已广泛应用于组织工程和再生医学领域。水凝胶因高含水量、良好的生物相容性和优异的粘弹性而被广泛用作墨水材料。然而，传统水凝胶墨水难以同时满足良好的可打印性、高保真度和高细胞活性的要求。高保真度打印要求水凝胶墨水具有较高的粘度，但过高的粘度会影响可打印性，且由此产生的高剪切应力会损害细胞的活性。因此，如何构建新型生物墨水同时实现良好的可打印性、高保真度和高细胞活性，已成为推动水凝胶墨水和生物3D打印的关键。

图1 DC-MA生物墨水示意图

  近期，华南理工大学国家人体组织功能重建工程技术研究中心董华教授和曹晓东教授团队设计了一种新型动态交联微凝胶组装体（dynamic-crosslinked microgel assembly，DC-MA）生物墨水（图1）。与传统通过增强微凝胶自身力学强度来改善微凝胶墨水粘度的方式不同，DC-MA生物墨水在保持微凝胶力学强度相对较低的前提下，以动态共价键增强微凝胶间的相互作用从而提高微凝胶生物墨水的粘度。在确保高形状保真度的同时，实现良好的可打印性和高细胞活性的目标（图2）。除了优异的3D打印性能，DC-MA还具有的良好的微孔性、组织粘附性和自愈合性，使其更适用于组织再生修复（图3和图4）。通过动态交联反应构建微凝胶生物墨水的策略，为制备高质量微凝胶生物墨水提供了新途径。该工作以“Assembling Microgels via Dynamic Crosslinking Reaction Improves Printability, Microporosity, Tissue-Adhesion and Self-Healing of Microgel Bioink for Extrusion Bioprinting”为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces（DOI: 10.1021/acsami.2c01295）上，华南理工大学博士后冯琦和硕士研究生李定果为文章共同第一作者。

图2 DC-MA的可打印性、形状保真度以及打印后高细胞活性

图3 DC-MA微孔性、组织粘附性和自愈合性

图4 DA-MA促进皮肤再生修复

  该工作是团队近期关于微凝胶组装体的功能化设计及应用研究的最新进展之一。在此之前，团队对微凝胶组装体及其在组织工程和再生医学领域的应用做了系统综述，对微凝胶组装体的制备策略、特性以及在细胞培养、组织再生和生物制造领域的应用做了详细介绍（Bioact. Mater. 2022, 9, 105）。同时，团队立足于组织再生修复，开发了一系列微凝胶组装体，例如基于细胞间相互作用形成的微凝胶自组装体（Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1906690）和基于动态苯硼酸酯反应形成的动态纳米复合微凝胶组装体（Adv. Healthc. Mater. 2021, 2102395），并深入研究了微凝胶的理化性能对干细胞增殖、空间分布和分化等行为的影响机制（Acta Biomater. 2020, 113, 393）。

  原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c01295