阅读说明：本技术 一种组合物 (Composition for treating skin inflammation ) 是由 杨燕申 牛国晓 于 2019-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明实施例涉及一种组合物,所述组合物用作悬浮生物3D打印支持材料,所述组合物包括卡波姆、纤维素衍生物、钠离子和水。该组合物悬浮支持性能好、生物相容性好、易用性强、适用范围广。(Embodiments of the invention relate to a composition for use as a suspended organism 3D printing support material, the composition comprising carbomer, a cellulose derivative, sodium ions, and water. The composition has the advantages of good suspension support performance, good biocompatibility, strong usability and wide application range.)

一种组合物

技术领域

本发明属于生物3D打印技术领域，具体涉及一种组合物。

背景技术

生物3D打印是用于生物组织工程、药物检测、再生医学的重要增材制造技术。该技术通过使用生物3D打印机，对生物墨水或其他材料进行定位装配，最终组建具有生物医学功能或活性的生物结构体，制造组织器官、医疗器械与移植物等设备。

传统的生物3D打印技术通常在容器(例如培养皿或多孔板)底面的支撑下，自下而上进行打印，形成生物结构体。随着生物3D打印制造的生物结构体日趋复杂，传统的生物3D打印技术已经不能满足生物结构体的制造要求。

为了扩大生物3D打印技术的应用范围，悬浮生物3D打印技术被开发应用于这一领域，生物结构体在充满悬浮打印支持材料的容器中被构建，能够制造结构复杂的立体生物结构体，例如，血管及血管分支，带有腔室或复杂网格的器官或组织，细长或薄壁结构等复杂结构。作为一种新的生物3D打印方式，该技术具有巨大的发展潜力。悬浮生物3D打印技术中的一个关键在于悬浮打印支持材料，悬浮打印支持材料需具有适宜的支持力，确保打印结构在打印过程及取出前不发生形变及其他不利变化，并能够在打印结束后的适宜时间与打印结构相分离，还应具备剪切快速变稀，剪切停止后快速恢复的性能。

现有技术中常用的悬浮生物3D打印支持材料包括明胶、海藻酸、纳米粘土、普郎尼克等。这些材料存在较大缺陷：明胶、普郎尼克等为温敏材料，在打印过程中须严格控制温度，否则会造成材料的机械性能变化，影响打印效果；海藻酸为化学交联材料，对溶液成分要求高，若存在某些离子，会产生交联干扰，适用范围窄；纳米粘土为无机硅酸盐类，生物相容性差，不利于活细胞打印。综上所述，现有技术中尚缺乏悬浮支持性能好、生物相容性好、适用范围广的用于悬浮生物3D打印的支持材料。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本发明实施例提出了一种组合物。

<1>一种组合物，所述组合物用作悬浮生物3D打印支持材料，所述组合物包括卡波姆、纤维素衍生物、钠离子和水。

<2>如<1>所述的组合物，所述卡波姆的质量体积比为0.5-2％，优选为0.7-1.2％，更优选为0.9％，所述卡波姆的质量体积比是指常温下卡波姆的质量与组合物的总体积之比，单位为g/mL。

<3>如<1>或<2>所述的组合物，所述卡波姆为Carbopol 940、Carbopol 941、Carbopol 934、Carbopol 1342、Carbopol 980、Carbopol ETD 2020、Carbopol AQUA SF-1、Carbopol Ultrez 21、Carbopol Ultrez 20中的一种或多种。

<4>如<1>-<3>之一所述的组合物，所述纤维素衍生物的质量体积比为0.5-10％，优选为1-3％，更优选为1％，所述纤维素衍生物的质量体积比是指常温下纤维素衍生物的质量与组合物的总体积之比，单位为g/mL。

<5>如<1>-<4>之一所述的组合物，所述纤维素衍生物为甲基纤维素，羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、木浆纳米纤维素中的一种或多种。

<6>如<1>-<5>之一所述的组合物，所述纤维素衍生物为取代度在0.4-3之间的纤维素衍生物，优选取代度为1.2-1.5。

<7>如<1>-<6>之一所述的组合物，所述钠离子的质量体积比为0.3-0.4％，所述钠离子的质量体积比是指常温下钠离子的质量与组合物的总体积之比，单位为g/mL。

<8>如<1>-<7>之一所述的组合物，所述钠离子的至少一部分由氯化钠提供，所述氯化钠的质量体积比为0.7-0.9％，所述氯化钠的质量体积比是指常温下氯化钠的质量与组合物的总体积之比，单位为g/mL；优选的，所述钠离子由氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠中的一种或多种以及氯化钠提供。

<9>如<1>-<8>之一所述的组合物，所述组合物还包括第一组分，所述第一组分为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚山梨酯、透明质酸钠中的一种或多种。

<10>如<9>所述的组合物，所述第一组分的质量体积比为0.5-40％，优选为0.8-5％，更优选为1-2％，所述第一组分的质量体积比是指常温下第一组分的质量与组合物的总体积之比，单位为g/mL。

<11>如<9>或<10>所述的组合物，所述聚乙二醇的分子量范围为200-3000，优选为800-2000。

<12>如<9>或<10>所述的组合物，所述透明质酸钠的质量体积比小于2％，所述透明质酸钠的质量体积比是指常温下透明质酸钠的质量与组合物的总体积之比，单位为g/mL。

<13>如<1>-<12>之一所述的组合物，所述组合物还包括细胞培养基、缓冲液、黄原胶中的一种或多种。

<14>如<13>所述的组合物，所述细胞培养基为DMEM、RPMI、MEM或Ham’s。

<15>如<13>所述的组合物，所述细胞培养基为含有酚红指示剂的细胞培养基。

<16>如<13>所述的组合物，所述缓冲液用于维持组合物pH＝7.2-7.4。

<17>如<13>所述的组合物，所述缓冲液为PBS磷酸盐缓冲液。

<18>如<13>所述的组合物，所述黄原胶的质量体积比为0.25-4％，所述黄原胶的质量体积比是指常温下黄原胶的质量与组合物的总体积之比，单位为g/mL。

<19>如<1>-<18>之一所述的组合物，所述组合物还包括细胞培养添加剂。

<20>如<19>所述的组合物，所述细胞培养添加剂为离子、调节剂、营养物质中的一种或多种。

<21>如<1>-<8>之一所述的组合物，所述组合物由卡波姆、纤维素衍生物、氯化钠和水组成。

<22>如<1>-<11>之一所述的组合物，所述组合物由卡波姆、纤维素衍生物、氯化钠、聚乙二醇和水组成。

<23>如<1>-<11>、<13>之一所述的组合物，所述组合物由卡波姆、纤维素衍生物、氯化钠、聚乙二醇、细胞培养基和水组成。

<24>如<1>-<23>之一所述的组合物，所述组合物同时满足如下条件：

(1)在25℃、静止状态下，组合物的粘度η≥20Pa·s，

(2)在25℃下，剪切速率自d(gamma)/dt≤0.25 1/s时切换至d(gamma)/dt≥10001/s时，组合物的粘度在1s以内减小至η≤2Pa·s；

(3)在25℃下，剪切速率自d(gamma)/dt≥1000 1/s降低至d(gamma)/dt≤0.25 1/s时，组合物的粘度在2s内恢复至20Pa·s以上。

本发明实施例的有益效果：本发明实施例提出的组合物，能够用于悬浮生物3D打印，该组合物悬浮支持性能好、生物相容性好、易用性强、适用范围广。

附图说明

图1是本发明实施例9的组合物在4℃下的流变性能测试结果。

图2是本发明实施例9的组合物在25℃下的流变性能测试结果。

图3是本发明实施例9的组合物在37℃下的流变性能测试结果。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本发明并不局限于附图和以下实施例。

为探索合适的悬浮生物3D打印的支持材料，发明人进行了大量研究，本发明基于发明人的下述研究发现：卡波姆能够提供粘弹性支撑，但其剪切愈合速度慢，打印头在其中移动后形成缝隙，卡波姆无法迅速恢复，导致生物墨水由于毛细作用而进入缝隙，这种毛细现象对生物3D打印极为不利，因此单独的卡波姆无法满足作为悬浮生物3D打印支持材料的要求，而利用卡波姆与纤维素衍生物混合制成分散系，作为打印支持材料，纤维素衍生物能够迅速填充打印头移动所留下的缝隙，减少毛细现象，防止生物墨水溢出，从而能够使尚未交联的生物结构体维持其形态。

本发明中，术语“质量体积比”是指常温下某组分的质量与组合物的总体积之比(m/v)，单位为g/mL。

组合物

本发明实施例提出了一种组合物，该组合物能够用于生物3D打印，所述组合物包括卡波姆、纤维素衍生物、钠离子和水。所述组合物能够作为悬浮生物3D打印支持材料，呈胶体状。

根据本发明实施例的组合物，优选的，所述卡波姆的质量体积比为0.5-2％，优选为0.7-1.2％，更优选为0.9％。

所述卡波姆例如为Carbopol 940、Carbopol 941、Carbopol 934、Carbopol 1342、Carbopol 980、Carbopol ETD 2020、Carbopol AQUA SF-1、Carbopol Ultrez 21、CarbopolUltrez 20中的一种或多种，不同型号的卡波姆具有不同的流变性能，可以适配不同的打印材料和打印速度。本发明实施例中，卡波姆既可以采用一种单一型号的卡波姆，也可以采用多种不同型号的卡波姆的混合物。本发明实施例的卡波姆不限于上述型号。

所述卡波姆为组合物提供悬浮胶(gelbath)的基础结构，卡波姆为长链线状高分子，吸水后交织成网状，形成具有一定粘弹性的支撑结构，使组合物具有较低的流动性，从而在非剪切状态下维持组合物的静止状态，为打印的生物结构体提供悬浮支持性。

根据本发明实施例的组合物，优选的，所述纤维素衍生物的质量体积比为0.5-10％，优选为1-3％，更优选为1％。

所述纤维素衍生物例如为甲基纤维素，羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、木浆纳米纤维素中的一种或多种。需要说明的是，本发明中术语“纤维素衍生物”包括木浆纳米纤维素。本发明实施例中，纤维素衍生物既可以采用一种纤维素衍生物，也可以采用多种纤维素衍生物的混合物。本发明实施例的纤维素衍生物不限于上述几种。

根据本发明实施例的组合物，优选的，所述纤维素衍生物为取代度在0.4-3之间的纤维素衍生物，优选取代度为1.2-1.5。

所述纤维素衍生物在所述组合物中，一方面能够使组合物在被剪切时迅速变稀，并在剪切之后迅速恢复，从而减少生物3D打印中的毛细现象，另一方面起到增稠、降低流动性的作用，使组合物在非剪切状态下保持静止状态，提供悬浮支持性。

根据本发明实施例的组合物，优选的，所述钠离子的质量体积比为0.3-0.4％。更优选的，所述钠离子的至少一部分由氯化钠提供，所述氯化钠的质量体积比为0.7-0.9％。更优选的，所述钠离子还可以由作为酸度调节剂的氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或多种和氯化钠共同提供。

所述钠离子用于使所述组合物的离子渗透压维持在细胞适宜生存的范围内，保持细胞正常形态，不会吸水涨破或失水。

本发明实施例的组合物通过卡波姆与纤维素衍生物的协同配合，在静止时能够支持生物结构体保持稳定，在打印头快速移动时，能够快速变稀以容纳3D打印的生物结构体，并且，在打印头移动过后能够快速恢复静止，层间扰动小，能够作为悬浮生物3D打印的支持材料。

根据本发明实施例的组合物，在一个优选实施方式中，所述组合物还包括第一组分，所述第一组分为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚山梨酯、透明质酸钠中的一种或多种。

组合物中包含所述聚乙二醇、聚乙烯醇、聚山梨酯、透明质酸钠等组分时能够带来多重技术效果：能够避免组合物体系分层、组分分布不均匀，从而提高组合物的稳定性；还能够提高组合物的润滑性，降低组合物在剪切时的粘度，减小打印头的运动阻力，使打印头在打印时能够在组合物中顺滑地运动而不粘滞或者粘附过多的组合物；还能够提高组合物的透明度，从而有利于观察生物结构体，并特别有利于基于光交联的生物墨水；还能够在悬浮打印支持材料包含难容药物成分(如***、氯雷他定等)时作为助溶剂。

根据本发明实施例的组合物，优选的，所述第一组分的质量体积比为0.5-40％，优选为0.8-5％，更优选为1-2％。

根据本发明实施例的组合物，优选的，所述第一组分为聚乙二醇。采用聚乙二醇的优点是无毒，成本低，生产工艺稳定，试剂一致性好。

根据本发明实施例的组合物，优选的，所述聚乙二醇的分子量范围为200-3000，优选为800-2000。本发明实施例中，聚乙二醇既可以采用某一分子量的聚乙二醇，也可以采用多种不同分子量的聚乙二醇的混合物。

根据本发明实施例的组合物，所述聚乙烯醇既可以采用某一分子量的聚乙烯醇，也可以采用多种不同分子量的聚乙烯醇的混合物。所述聚乙烯醇能够在悬浮打印支持材料包含难容药物成分(例如***、氯雷他定等)时作为助溶剂或分散剂。

根据本发明实施例的组合物，优选的，所述透明质酸钠的质量体积比小于2％。在打印某些细胞时，如软骨细胞或角膜细胞等，透明质酸钠能够提供更加温和的细胞外环境。

所述聚山梨酯能够在悬浮打印支持材料包含难分散的药物成分(例如大分子蛋白药物)时作为助溶剂。

根据本发明实施例的组合物，在另一个优选实施方式中，前述任一组合物还包括细胞培养基、缓冲液、黄原胶中的一种或多种。

根据本发明实施例的组合物，优选的，所述细胞培养基例如为DMEM、RPMI、MEM、Ham’s等细胞培养基。本领域技术人员能够根据待打印的目标生物结构体的不同选择适合的细胞培养基作为本发明实施例组合物的组分。所述细胞培养基能够在生物3D打印过程中为细胞提供营养支持，并模拟生长环境。

根据本发明实施例的组合物，所述细胞培养基优选为含有酚红指示剂的细胞培养基。采用含有酚红指示剂的细胞培养基时，能够指示组合物的酸碱度。细胞培养基含有酚红指示剂时，组合物呈淡红色至红色，不含酚红指示剂时，则呈无色或淡黄色，当组合物含有第一组分时，均具有良好的透明度。

根据本发明实施例的组合物，优选的，所述缓冲液用于维持组合物pH＝7.2-7.4。优选的，所述缓冲液为PBS磷酸盐缓冲液。所述缓冲液用于维持组合物稳定的pH环境。

根据本发明实施例的组合物，优选的，所述黄原胶的质量体积比为0.25-4％。所述黄原胶是单胞黄菌发酵得到的多糖产物，无毒，生物相容性优于卡波姆，可以与细胞共培养，在组合物中能够起到增稠作用，并使组合物分散均匀，体系稳定，特别是，在打印存活率较低的细胞(如干细胞或部分原代细胞)时，能够提高细胞的打印存活率。

根据本发明实施例的组合物，在另一个优选实施方式中，前述任一组合物还可以包括细胞培养添加剂，所述细胞培养添加剂，例如为离子(例如锌离子、含硒离子)、调节剂(例如胰岛素、转铁蛋白、乙醇胺)、营养物质(例如谷氨酸、血清、丙酮酸钠等)中的一种或多种。

根据本发明实施例的组合物，在一个优选实施方式中，所述组合物由卡波姆、纤维素衍生物、氯化钠和水组成。

根据本发明实施例的组合物，在另一个优选实施方式中，所述组合物由卡波姆、纤维素衍生物、氯化钠、聚乙二醇和水组成。

根据本发明实施例的组合物，在另一个优选实施方式中，所述组合物由卡波姆、纤维素衍生物、氯化钠、聚乙二醇、细胞培养基和水组成。

根据本发明实施例的组合物，优选的，所述组合物同时满足如下条件：

(1)在25℃、静止状态下，组合物的粘度η≥20Pa·s，

(2)在25℃下，剪切速率自d(gamma)/dt≤0.25 1/s时切换至d(gamma)/dt≥10001/s时，组合物的粘度在1s以内减小至η≤2Pa·s；

(3)在25℃下，剪切速率自d(gamma)/dt≥1000 1/s降低至d(gamma)/dt≤0.25 1/s时，组合物的粘度在2s内恢复至20Pa·s以上。

适于作为本发明实施例的组合物的组成成分的上述组分均为本领域技术人员所熟知的属于现有技术的市售产品。

以下，通过具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明不受任何实施例限定。

上述表格中“√”表示该实施例添加了相应组分。

上述实施例1-11中，卡波姆、纤维素衍生物、钠离子、聚乙二醇、聚乙烯醇、透明质酸钠、黄原胶、聚山梨酯的含量数值均为质量体积比，单位为g/mL。其中，聚乙二醇为aladdin公司产品；透明质酸钠为TCI公司产品，取自鸡冠；黄原胶为西格玛公司产品，80目；聚山梨酯为Polysorbate-80；缓冲液为BI公司PBS磷酸盐缓冲液，pH＝7.4；细胞培养基为GIBCO公司DMEM培养基。

上述实施例中，实施例1、2、4、6、8-11所采用的卡波姆为Carbopol 940，实施例3、5、7、12所采用的卡波姆为Carbopol 941。

上述实施例中，实施例1、3、5、7、10、12所采用的纤维素衍生物为羟丙基甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素为aladdin公司产品，实施例2、4、6、8、9、11为羧甲基纤维素，羧甲基纤维素为aladdin公司产品羧甲基纤维素II，取代度1.2。

上述实施例中，实施例2-4、9所采用的聚乙二醇的分子量为2000，实施例12所采用的聚乙二醇的分子量为1000。

实验结果表明，实施例1-12获得的组合物均适于作为悬浮生物3D打印的支持材料。实施例2-实施例12的组合物呈透明状态或半透明状态。

组合物的配制方法

在一个实施方式中，本发明实施例的组合物的配制方法，包括如下步骤：

-去离子水与卡波姆充分混合或者氯化钠水溶液与卡波姆充分混合，使卡波姆均匀分布；

-去离子水与纤维素衍生物充分混合或者氯化钠水溶液与纤维素衍生物充分混合，使纤维素衍生物均匀分布；

-必要时，使用酸碱调节剂，如氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或多种，调节pH值，使pH值保持在7.2-7.4范围内，即中性至弱碱性范围内；

-预先计算总钠离子浓度，使钠离子浓度维持在与生理环境相近的范围内，酸度调节剂所提供的钠离子的含量的不足，以氯化钠补足。

-当组合物包括聚乙二醇、聚乙烯醇、聚山梨酯、透明质酸钠中的一种或多种时，此类组分一般最后加入以辅助其他组分充分混合。

-当组合物包括细胞培养基时，可先与纤维素衍生物溶液混合均匀，再与其他组分混合，计算钠离子浓度时，需将细胞培养基中的钠离子一并计入。

特别的，当本发明实施例的组合物用于活细胞的悬浮生物3D打印时，配制组合物时应当避免污染，以致影响打印结果，配制时，应包括容器、材料的灭菌步骤，并且配制过程无菌操作。

组合物的使用方式

在打印目标生物结构体时，由前述组合物作为悬浮打印支持材料，将打印头置于组合物中，按照预设打印模式进行打印，在组合物中挤出生物墨水，使生物墨水逐渐堆积形成生物结构体；待生物墨水交联，形成稳定生物结构体后，将生物结构体从组合物中取出，再使用生理盐水或细胞培养基冲洗溶解生物结构体表面的组合物，清洗后的生物结构体放入细胞培养系统进行培养。

组合物的流变性能

参照图1-图3，对本发明实施例9的组合物的流变参数进行测定。

所使用的仪器：安东帕MCR302旋转流变仪。

转子型号：CP50-1/TG-SN24764；d＝0.099mm。

测试条件：4℃/25℃/37℃、常压。

测试方法：3iTT测试，3iTT测试为材料触变性常用测试，对高分子材料先测试低剪切速率(或静止)粘度，持续一段时间后突变为高剪切速率，高剪切速率持续一段时间后，再回复至低剪切速率(或静止)，此测试用于观察高分子材料在不同剪切速率下的粘度变化，本发明采用该方法对实施例9的组合物的流变性能进行测试。

测试结果如下：

图1-图3中，纵坐标表示粘度值，其中，η0表示剪切速率d(gamma)/dt＝0.25 1/s时的粘度值，η1表示剪切速率d(gamma)/dt＝1000 1/s时的粘度值，η2表示剪切速率d(gamma)/dt＝2000 1/s时的粘度值，η3表示剪切速率d(gamma)/dt＝3000 1/s时的粘度值。

(1)4℃、剪切速率d(gamma)/dt＝0.25 1/s时，组合物持续保持高粘度，粘度值在52.1-52.6Pa·s之间波动；25℃、剪切速率d(gamma)/dt＝0.25 1/s时，组合物持续保持高粘度，粘度值在40.0-41.7Pa·s之间波动；37℃、剪切速率d(gamma)/dt＝0.25 1/s时，组合物持续保持高粘度，粘度值在40.0-40.4Pa·s之间波动。

(2)4℃下，剪切速率自d(gamma)/dt＝0.25 1/s切换至d(gamma)/dt＝1000 1/s，组合物快速变稀(即粘度降低)，粘度变化响应时间≤0.5s，剪切时粘度保持稳定，粘度值在0.353-0.356Pa·s之间波动；25℃下，剪切速率自d(gamma)/dt＝0.25 1/s切换至d(gamma)/dt＝1000 1/s，组合物快速变稀，粘度变化响应时间≤0.5s，剪切时粘度保持稳定，粘度值在0.305-0.308Pa·s之间波动；37℃下，剪切速率自d(gamma)/dt＝0.25 1/s切换至d(gamma)/dt＝1000 1/s，组合物快速变稀，粘度变化响应时间≤0.5s，剪切时粘度保持稳定，粘度值在0.280-0.281Pa·s之间波动。

(3)4℃下，剪切速率自d(gamma)/dt＝0.25 1/s切换至d(gamma)/dt＝2000 1/s，组合物快速变稀，粘度变化响应时间≤0.5s，剪切时粘度保持稳定，粘度值在0.227-0.228Pa·s之间波动；25℃下，剪切速率d(gamma)/dt＝0.25 1/s切换至d(gamma)/dt＝2000 1/s，组合物快速变稀，粘度变化响应时间≤0.5s，剪切时粘度保持稳定，粘度值在0.197-0.198Pa·s之间波动；37℃下，剪切速率d(gamma)/dt＝0.25 1/s切换至d(gamma)/dt＝2000 1/s，组合物快速变稀，粘度变化响应时间≤0.5s，剪切时粘度保持稳定，粘度值在0.180-0.182Pa·s之间波动。

(4)4℃下，剪切速率自d(gamma)/dt＝0.25 1/s切换至d(gamma)/dt＝3000 1/s，组合物快速变稀，粘度变化响应时间≤0.5s，剪切时粘度保持稳定，粘度值稳定在0.178Pa·s；25℃下，剪切速率自d(gamma)/dt＝0.25 1/s切换至d(gamma)/dt＝3000 1/s，组合物快速变稀，粘度变化响应时间≤0.5s，剪切时粘度保持稳定，粘度值稳定在0.153Pa·s；37℃下，剪切速率自d(gamma)/dt＝0.25 1/s切换至d(gamma)/dt＝3000 1/s，组合物快速变稀，粘度变化响应时间≤0.5s，剪切时粘度保持稳定，粘度值稳定在0.141Pa·s。

(5)在4℃、25℃、37℃下，剪切速率自d(gamma)/dt＝1000 1/s、2000 1/s、3000 1/s切换至剪切速率d(gamma)/dt≤0.25 1/s时，组合物粘度值在1s内恢复至10Pa·s以上，在1.5秒内恢复至20Pa·s以上，在5s内恢复至30Pa·s以上。

测试表明：1、组合物在静止状态或低速剪切时，粘度较大，并且在低速剪切时，粘度变化较小，能够提供足够的、稳定的悬浮支持性；2、温度在4-37℃的范围内变化时，组合物粘度值稳定，对温度不敏感，对生物打印的温度控制要求较低；3、在自低速剪切(d(gamma)/dt≤0.25 1/s)或静止状态切换至高速剪切状态时(d(gamma)/dt≥1000 1/s)，组合物能够快速变稀，自高速剪切切换至低速剪切或静止状态时，粘度能够快速恢复，粘度变化响应时间短，能够大大减小悬浮生物3D打印时生物墨水的毛细现象，从而能够使生物结构体形态稳定，并且粘度快速降低能够减少打印头在组合物中移动的阻滞现象，减少组合物在打印头上的粘附；4、在剪切速率变化时，组合物粘度变化值与温度基本无关，在不同温度下切换剪切速率时，组合物均能快速变稀、快速恢复，对生物打印时的温度控制要求较低。

组合物的生物相容性

示例性的，本发明以实施例9的组合物为例，验证其生物相容性。

使用上述实施例9的组合物作为悬浮打印支持材料，以光固化型明胶的质量体积比10％的生物墨水(SunP Gel G1,Sunp Biotech，主要成分Gel-MA)，向生物墨水中加入质量体积比为0.5％的黄原胶进行增稠，以提高打印速度。打印机为Sunp Biomaker生物3D打印机。生物墨水与人非小细胞肺癌细胞(A549)的混合，打印0.9cm双层方形网格状生物结构体，打印时间为30min。打印完毕后使用蓝光照射交联，得到固化的Gel-MA生物结构体，将该生物结构体从悬浮打印支持材料中取出，并以DMEM培养基冲洗浸泡，37℃恒温培养。

在打印过程中，使用本发明实施例9的组合物作为悬浮打印支持材料，可以使生物结构体稳定地悬浮在该组合物中，在打印头移动过程中，生物结构体始终保持形状完好。

生物结构体培养5天(120h)后、10天(240h)后，细胞与结构体中存活状况良好。另光学显微镜观察，能够观察到生物结构体中细胞的迁移与团聚增殖。对生物结构体中的细胞进行Calcein-AM/PI活死染色，利用激光共聚焦显微镜观察，根据静态及三维影像判断，细胞活性良好，存活率>85％，表明本发明实施例9的组合物生物相容性良好，适宜作为悬浮生物3D打印的支持材料。

本发明创造性地选择几种常用试剂作为组合物的组分，所获得的组合物在用于悬浮生物3D打印的支持材料时，其性能远远优于背景技术所提到的各种支持材料。本发明实施例的组合物具有如下技术效果，具有良好的悬浮支持性能；具有良好的生物相容性，对细胞无毒副作用，适用于含有活细胞生物墨水的打印，适用范围广；快速剪切变稀、停止剪切快速恢复，能够使目标结构在打印过程中保持原位静止而不产生错位，保证生物结构体的完整，减少了生物墨水的毛细现象；加入聚乙二醇等组分时，透明度高，光固化时间时间短，对光照强度、光照波长要求更宽松；可以与多种常用细胞培养基配伍，支持多种常用活细胞打印，同时也适用于一些非含细胞墨水的复杂结构；可以添加各种其他细胞培养添加剂，满足个性化需求；粘度受温度变化较小，剪切速率变化时，粘度的变化值基本与温度无关，适用于生物墨水的化学交联和温度交联；无刺激性气味。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。