تاثیر درجه اکسیداسیون آلژینات بر خواص جوهر زیستیِ خودبخود ژل‌شوندهِ آلژینات اکسیدشده-ژلاتین در فرایند چاپ زیستی سه‌بعدی

استفاده از آلژینات اکسیدشده یا آلژینات دی آلدئیدی، به دلیل حذف یا تقلیل عامل های شبکه ساز شیمیایی، در حوزه‌های مختلف به‌ویژه چاپ زیستیِ سه‌بعدی موردتوجه قرار گرفته است. در این پژوهش آلژینات به میزان 5، 7.5 و 10 درصد اکسید شد و ترکیب شیمیایی و وزن مولکولی آلژینات و اکسید آن، قبل و بعد از فرایند اصلاح شیمیایی اکسیداسیون به ترتیب با طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون‌قرمز (ftir)، آزمون رزونانس مغناطیسی هسته (nmr) و آزمون کروماتوگرافی نفوذ ژل (gpc) بررسی و نیز خواص رئولوژی مطالعه شد. سپس جوهر زیستی با استفاده از آلژینات اکسیدشده (با درجه اکسیداسیون های مختلف 5، 7.5 و 10 درصد) با غلظت 4 درصد (وزنی به حجمی) و ژلاتین 6 درصد (وزنی به حجمی)، تهیه شد و هیدروژل ها تحت یک فرایند دو مرحله ای، اتصال عرضی (cross link) شدند. در ادامه، خواص جوهر زیستی از جمله سیالیت، چاپ پذیری و ترشوندگی بررسی شد. نتایج نشان داد که اکسیداسیون آلژینات موجب کاهش جرم مولکولی و کاهش خواص رئولوژی آلژینات می شود. بااین‌وجود، بررسی خواص جوهر زیستی (آلژینات اکسیدشده-ژلاتین) نشان داد که در نمونه با درجه اکسیداسیون 5 درصد، خواص چاپ پذیری، شبکه ای شدن و ترشوندگی در محدوده مناسب قرار دارد و می توان از آن به‌عنوان جوهر زیستی ایده آل در چاپ زیستی استفاده کرد.

effect of oxidation degree (od) of oxidized-alginate on the properties of self-vrosslinkable oxidized alginate-gelatin bioinks in 3d bioprinting process

oxidized alginate or alginate dialdehyde (ada) has recently attracted a great deal of attention in the 3d bioprinting process due to the elimination or reduction of chemical cross-linking agents. in this research, alginate was oxidized with oxidation degrees (ods) of 5, 7.5, and 10%, and its properties before and after the oxidation process were investigated using fourier transform infrared (ftir), nuclear magnetic resonance (nmr), gel permeation chromatography (gpc) tests and rheological study. then, the bioinks containing 4% (w/v) oxidized alginate and 6% (w/v) gelatin were prepared and cross-linked according to a two-step crosslinking strategy. then, the bioink was characterized by the printability and wettability properties. the results demonstrated that alginate oxidation reduced the molecular weight and rheological characteristics of alginate. however, the properties of the bioink (oxidized alginate-gelatin) confirmed that the properties of printability, crosslinking degree and wettability of the samples containing oxidized alginate with the od of 5% were in the appropriate range for use as an ideal bioink.