برقراری تعادل میان دقت و زیست سازگاری در فرایند چاپ سه بعدی داربست های هیدروژلی هیبریدی

پرینت سه بعدی زیستی با هیدروژل ها به عنوان یک روش پیشرفته در مهندسی بافت، نیازمند دستیابی به تعادل ظریف میان پایداری مکانیکی، زیست سازگاری و قابلیت فرآیندپذیری است. چالش های موجود شامل وارفتگی ساختاری پس از چاپ و زیست سازگاری محدود هیدروژل های طبیعی، توسعه جوهرهای زیستی با عملکرد بالا را به یک ضرورت تبدیل کرده است. در این پژوهش، یک هیدروژل هیبریدی بر پایه آلژینات–ژلاتین با افزودن پلیمر زوییتریونیک پلی سولفوبتائین متاکریلات (PSBMA) در سه فرمولاسیون (Z۰، Z۰.۵، و Z۱) طراحی و ارزیابی شد. پس از بهینه سازی پارامترهای چاپ اکستروژن پنوماتیک (فشار ۱ بار، سرعت ۲ میلی متر بر ثانیه)، عملکرد ساختاری جوهر زیستی به صورت کمی از طریق آزمون های پایداری هندسی، شامل آزمون های پل و نرخ نفوذ، مورد سنجش قرار گرفت. نتایج نشان داد که نمونه Z۱، حاوی بالاترین غلظت PSBMA، به طور قابل توجهی کمترین وارفتگی ساختاری را به نمایش گذاشت. در آزمون پل، Z۱ کمترین زاویه افتادگی را در دهانه های بزرگ تر حفظ کرد و در آزمون نرخ نفوذ، نزدیک ترین مقدار به طراحی تئوریک را ارائه داد. این یافته ها حاکی از آن است که افزایش پلیمر زوییتریونیک به طور مستقیم باعث بهبود پایداری هندسی و یکنواختی ساختار می شود. همچنین، ارزیابی زیست سازگاری با استفاده از آزمون غیرمستقیم MTT بر روی سلول های عصبی SH-SY۵Y، برتری Z۱ را تایید کرد؛ به طوری که در روز هفتم، زنده مانی سلول ها به ۹۳% رسید، در حالی که نمونه Z۰ روند کاهشی نشان داد. این نتایج نشان دهنده نقش کلیدی PSBMA در ایجاد یکپارچگی ساختاری و ارتقاء زیست سازگاری است. این فرمولاسیون نوآورانه یک گزینه امیدبخش برای تولید داربست های زیستی با کاربردهای عصبی در مهندسی بافت فراهم می آورد.

کلیدواژه ها:

چاپ سه بعدی ، بایوپرینت ، زوییتریون