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BIO ONE光固化完整实测过程及方案介绍

2025-07-28     来源:本站     点击次数:17

图 1 从冰桶到 96 孔板:PhotoCol® 冷打印 → 37 °C 热自交联 → 405 nm 光固化,全程 15 min 完成

痛点三连击

  1. 胶原 3D 打印后一夹就碎?
  2. 光固化怕细胞“晒死”?
  3. 手调参数,批次差异大过实验差异?

BIO ONE + PhotoCol® 用一篇 Technical Note 给出标准答案:
“10 s 可见光,刚度 kPa 级,细胞存活 ≥90%,重复 CV<5%”

研究速读

  • 期刊来源:CELLINK Technical Note TNBO20250616
  • 核心材料:PhotoCol®(甲基丙烯酰化 I 型胶原 + LAP 蓝光引发剂)
  • 细胞模型:hTERT-永生化脂肪 MSC(ASC-TERT1)
  • 检测维度:刚度、存活、增殖、形貌、长期形态保持

图 2 存储模量 G′:3 mg/mL 与 6 mg/mL 在 2–20 s 光固化时间内快速达到平台值,5 s 后几乎不再增加
 


图 3 0 s(仅热交联)→ 结构塌陷;2–5 s → 完美圆拱;10–20 s → 过度曝光死细胞↑

 


图 4 细胞存活率:5 s = 93%,10 s = 88%,20 s 腰斩至 51%
 

图 5 Day-7 相对增殖:5 s 组 2.5×,无固化组 2.4×,无显著差异
 

图 6 Day-1 圆细胞 → Day-4 伸展 → Day-7 网络,5 s 固化组更快铺展
 
图 7   3 mg/mL 无固化 6 h 后坍塌,5 s 固化 7 d 仍立体
 

超详细 Protocol(可直接抄作业)

步骤

参数

备注

冰桶预冷

2 °C

PhotoCol® 8 mg/mL + LAP 40 mg/mL 现混现用

打印头温控

2 °C

防堵头 + 防提前凝胶

滴加体积

5 µL

22 G 针头,20 µL/s 挤出,Z-offset 0.6 mm

热固化

37 °C 10 min

胶原自组装,形状锁定


数据深挖:除了存活,我们还看了什么?

1 ROS 检测

  • 20 s 组 ROS 水平是 5 s 组的 3.2 倍 → 解释了存活率腰斩
  • 5 s 组与无光照组无差异 → 405 nm 低能量优势

2 孔隙率 & 扩散

  •  5 s 固化后平均孔径 30 µm,FITC-dextran 4 kDa 扩散系数下降 18% → 刚度提升但营养/代谢物交换仍充足

3 长期培养

  • 14 d 内 6 mg/mL 5 s 组保持 90% 以上原始高度
  • 无固化组 3 mg/mL 第 3 天开始塌陷,第 7 天高度 <30%
     

应用地图:一张表告诉你该选什么浓度 & 刚度

研究方向

PhotoCol® 浓度

目标刚度

固化时间

文献案例

脑类器官

3 mg/mL

0.8–1.2 kPa

2–3 s

神经轴突导向

乳腺癌转移

3–6 mg/mL 梯度

1–4 kPa

3–5 s

MDA-MB-231 侵袭

肝纤维化

6 mg/mL

5 kPa

5 s

星状细胞激活

软骨再生

6 mg/mL + 二次固化

8–10 kPa

5 + 5 s

MSC 成软骨诱导


BIO ONE个人型高精度3D生物打印机核心特点

  1. 精准稳定
    *0.1 µL 级机械挤出精度,CV 值极低,重复性高
    *自动校准 + 步进马达,支持离线操作

  2. 温敏材料专用
    *打印头 0 ℃ 速冷并恒温,喷嘴温度全程稳定
    *打印床室温–65 ℃ 可调,实现热敏交联与细胞活性维持

  3. 开放灵活
    *可装入任意注射器,兼容所有生物墨水(胶原、基质胶等)

    *非专有耗材,用户可自定义材料与协议

  4. 易用软件
    *DNA Studio Core:图形化界面,向导式建模,一键保存/复现协议
    *支持液滴、阵列、3D 结构、类器官、球体等多种打印模式

  5. 小巧集成
    *体积小,可直接放入生物安全柜或实验台

    *兼容 SBS 标准孔板,满足高通量药物筛选

  6. 应用广泛
    *组织工程(皮肤、软骨等3D模型)
    *材料科学(新型生物墨水、软体机器人、智能材料)

    *药物开发(高通量液滴阵列、体外药效/毒性测试)

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