pH响应型BSA-GMA 3D水凝胶结构的飞秒激光直写

pH响应水凝胶由于其具有酸/碱依赖性导致的结构或体积变换能力，在智能操纵致动器、药物递送、组织工程等领域引起了广泛关注。随着生物医学和组织工程的发展，刺激响应生物材料微观结构的制备至关重要。牛血清白蛋白（BSA）因具有无毒、生物降解性、生物相容性等优点而被广泛应用于组织工程与药物递送等领域。本文重点开展了基于牛血清白蛋白-甲基丙烯酸缩水甘油酯（BSA-GMA）水凝胶的宏观pH响应、三维（3D）水凝胶微结构的飞秒激光直写与微观pH响应，以及细胞活性的相关研究。结果表明，飞秒激光直写可以制备出高精度的BSA-GMA 3D水凝胶微结构，并且BSA-GMA水凝胶的pH响应能力会随着BSA-GMA浓度的增大或甲基丙烯酸化度的减小而增强。相较于BSA水凝胶，BSA-GMA在光聚合过程中不消耗氨基酸基团，使得同等浓度下的BSA-GMA水凝胶含有更多的氨基与羧基，从而赋予BSA-GMA 3D水凝胶更强的pH响应性。软骨细胞在BSA-GMA支架上的共聚焦荧光图像和相对细胞增长率结果进一步表明，BSA-GMA水凝胶结构具有良好的生物相容性。这种具有可控形态和pH响应特性的蛋白质微结构在组织工程、生物医学和生物传感器领域具有潜在的应用前景。