《AM》：外部磁场控制磁酶微凝胶用于水凝胶内部精确“雕刻”

主要观点总结

来自葡萄牙阿威罗大学的João F. Mano/Ana S. Silva团队开发了一种在水凝胶中制作内部通道的新策略，该策略利用酶活磁微凝胶在仿生水凝胶中制作定制的雕刻图案。相关研究成果发表在《Advanced Materials》上。该策略解决了生物制造中创建通道通常需要复杂设备的问题，提供了一个简单的替代方案。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景及目的

在组织工程中，水凝胶中的中空通道对于模拟自然生理条件和促进营养物质及氧气的输送至关重要。然而，现有的生物制造技术大多需要复杂的设备来创建这些通道，因此，研究者开发了一种新的策略来解决这个问题。

关键观点2: 研究方法和策略

研究者使用了一种极简的策略，通过酶活性和磁力之间的相互作用，利用酶活磁微凝胶在水凝胶中制作定制的雕刻图案。该策略不需要专门的设备或培训，只需微创方式注射磁酶微凝胶。

关键观点3: 实验验证和结果

研究者进行了多项实验来验证策略的可行性。实验包括磁性纳米颗粒的制备与表征、磁酶胶原酶微凝胶的表征、通过磁场驱动雕刻的微凝胶雕刻过程等。结果表明，该策略可以在水凝胶中创造出可渗透的空心样结构，具有完全可控的内部通道。

关键观点4: 结果分析和讨论

研究者分析了不同参数如MNPs浓度、磁场强度和微凝胶数量等对雕刻过程的影响，证明了该策略的潜力和多功能性。此外，他们还研究了微凝胶的运动、各种微凝胶在水凝胶中产生多个通道的能力、微凝胶的运动对细胞活力的影响等。

关键观点5: 应用前景

该研究为在组织工程中制造内部通道提供了一种简单、有效的替代方案。未来，该技术可用于灌注水凝胶，以微创方式将细胞、药物、生物分子甚至显像剂输送到模拟组织结构中，尤其是在具有挑战性或脆弱的解剖部位。

文章预览

在组织工程水凝胶中包含中空通道对于模拟自然生理条件和促进营养物质和氧气向细胞的输送至关重要。尽管生物制造技术提供了多种策略来创建这些通道，但大多都需要复杂的设备。 针对此问题，来自葡萄牙阿威罗大学的João F. Mano/Ana S. Silva团队 开发一种极简策略，利用酶活磁微凝胶在水凝胶中制作定制的雕刻图案。作为概念验证，用于降解甲基丙烯酸明胶(GelMA)水凝胶的胶原酶与MNPs协同结合，产生具有磁性响应的微球。利用酶活性和磁力之间的相互作用，所得的微凝胶被用来在仿生水凝胶中雕刻内部通道。 研究人员探索了MNPs浓度、磁场强度和微凝胶数量等参数，证明了这种方法在3D水凝胶中制造完全可控的内部和可渗透的空心样结构的潜力和多功能性。 相关研究成果以 “Magneto-Enzymatic Microgels for Precise Hydrogel Sculpturing” 为题于2024年8月14日发 ………………………………