光固化海藻酸钠水凝胶EFLAlgMA

海藻酸钠（Sodiumalginate，Alg）又被称为褐藻酸钠、藻酸盐，是由β-D-甘露糖醛酸和α-L-古洛糖醛酸组成的线性聚糖醛酸聚合物，其具有良好的生物相容性，已经被广泛应用于细胞包封和药物缓释等多种医学应用。

甲基丙烯酰化海藻酸钠（AlgMA）是通过在海藻酸钠分子链上引入甲基丙烯基团进而赋予其光固化能力。相比传统二价离子（钙离子等）交联，光固化交联方式便携化高，且凝胶内部均一性良好。基于AlgMA的材料体系已被广泛应用于许多生物医药研究领域，包括：肿瘤模型构建、细胞负载、创面敷料、药物控释、齿科印模等。此外，海藻酸钠结构单元中的-OH和-COOH均可以作为化学活性位点，通过化学改性引入更多的活性基团，从而赋予其新的性能（细胞粘附、活性药物负载等），拓展了其组织工程应用。

EFL团队推出的AlgMA产品（EFL-AlgMA系列）通过严格的原料筛选及品质检测，具有稳定的理化性质，其在可见光照射下20秒内固化成胶，生物相容性良好，材料可扩展性强，能够提供多种黏弹特性以适应不同应用领域。AlgMA可用来搭配EFL的GelMA和HAMA水凝胶，更好的模拟皮肤、软骨等体内组织微环境，获得更优的细胞3D培养及生物墨水方案。

1.理化性能

图1EFL-AlgMA制备过程及核磁氢谱

图2EFL-AlgMA-50K不同浓度流变学特性：(A)光固化过程；(B)固化后储能模量G’；(C,D)黏度(蜂蜜及水为对照)

图3EFL-AlgMA-K不同浓度流变学特性：(A)光固化过程；(B)固化后储能模量G’；(C,D)黏度(蜂蜜及水为对照)

图4EFL-AlgMA不同浓度光固化凝胶压缩特性（UVnm,30mW/cm#;,30s）：(A,C)应力-应变曲线；(B,D)压缩模量

2.打印性能

引入甲基丙烯基团的AlgMA可实现离子交联和光交联的双重交联性能，增强AlgMA基复合水凝胶的机械性能。EFLer以明胶（EFL-GEL-）作为挤出式3D生物打印的辅助生物墨水，配合EFL团队研发的EFL-BP66系列多功能挤出式生物3D打印机，可实现基于海藻酸钠水凝胶网格支架的打印。具体的，基于Alg/Gel网格支架仅通过Ca2+交联成型，AlgMA/Gel网格支架同时通过Ca2+交联和UV光交联。试验表明，同等浓度下，相较于Alg/Gel，AlgMA/Gel网格支架具有更好的成型保真特性和增强的机械强度（图a/c）。

此外，在Na2CO3（2%w/v）溶液中浸泡15min后，待Ca2+从凝胶网络中溶出后，Alg/Gel网格支架较易发生断裂，而AlgMA/Gel网格支架结构依然保持完整（图b）。

图5AlgMA/Gel与Alg/Gel挤出打印支架成型保真性与机械强度展示：(a)3D挤出打印过程；(b)在Na2CO3（2%w/v）溶液中浸泡15min后的网格支架；(c)压缩测试示意图与应力曲线

3.生物性能

图6HUVECs细胞在AlgMA水凝胶中三维培养的实验效果：接种后第1天观察