憑借其個(gè)性化定制的優(yōu)勢，3D生物打印受到了組織工程研究人員的廣泛關(guān)注。生物墨水在打印過(guò)程中起著(zhù)保護細胞，并在打印后提供促進(jìn)細胞生長(cháng)和組織再生的支架的作用。此外，不同的3D生物打印方法需要具有不同特性的生物墨水。然而目前用于3D生物打印的生物墨水是不足的，這限制了3D生物打印在組織工程中的應用。另一方面，細菌感染嚴重威脅著(zhù)3D生物打印及后續組織工程技術(shù)的實(shí)現，并可能導致移植物植入失敗和術(shù)后嚴重并發(fā)癥。因此，引入一種具有固有抗菌特性的新型生物墨水用于組織工程，將促進(jìn)3D生物打印在組織工程中的發(fā)展。

近日，湖南大學(xué)劉海蓉教授課題組提出了一種新型可用于3D生物打印的抗菌ε-聚賴(lài)氨酸衍生生物墨水。體外抗菌實(shí)驗表明，基于ε-聚賴(lài)氨酸的水凝膠對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均具有較強抗菌性能。通過(guò)使用面投影微立體光刻技術(shù)（nanoArch S140, 摩方精密），該研究成功打印了不同形狀的高保真載軟骨細胞水凝膠。在體內異位成軟骨實(shí)驗中，載細胞水凝膠經(jīng)過(guò)4周培養形成了軟骨樣組織。

總的來(lái)說(shuō)，此項研究提出了一種很有前景的3D生物打印抗菌生物墨水，為3D生物打印在組織工程中的應用提供了一個(gè)新的選擇。相關(guān)論文在線(xiàn)發(fā)表在《Journal of  Materials Chemistry B》，湖南大學(xué)何亞輝為本文第一作者，劉海蓉、周征為通訊作者，韓曉筱課題組為本文3D生物打印提供了支持。

圖1 (a)EPLGMA-H水凝膠制備工藝示意圖。(b)EPLGMA-1、EPLGMA-2和EPLGMA-3在D2O中的1H NMR譜。(c)藍光照射后的EPLGMAs凝膠化照片。(d)EPLGMA-H凝膠過(guò)程的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)流變學(xué)分析。

圖2 大腸桿菌和金黃色葡萄球菌分別與PBS、EPLGMA-1H、EPLGMA-2H、EPLGMA-3H共混后的(a)生長(cháng)情況，(b)細菌存活率，(c)活/死細菌染色照片。

圖3 (a-c)3D生物打印制備的細胞負載EPLGMA-3H的3種不同形狀的俯視圖。(d-i)3D生物打印載細胞EPLGMA-3H培養3天后的活細胞照片，(g-i)分別為(d-f)的放大照片。

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https://doi.org/10.1039/D1TB02800F