甲基丙烯酰化明胶（GelMA）

材料简介

明胶（Gelatin）是经胶原蛋白适度水解和热变性得到的天然生物高分子材料，其具有和胶原相似的氨基酸序列。明胶侧链上含有多种活性基团，如氨基、羧基、羟基等，多位点化学修饰的可能性使明胶受到众多水凝胶研究者的青睐。

甲基丙烯酰化明胶（Gelatin Methacryloyl, GelMA）为烯烃双键改性明胶，其可通过紫外及可见光在光引发剂作用下迅速固化成胶。GelMA 光固化水凝胶兼具天然和合成生物材料的特征，其具有适于细胞生长和分化的三维（3D）结构。GelMA 水凝胶具有优异的生物相容性和细胞反应特性，例如提供合适的细胞粘附位点及蛋白水解降解性，其可以取代人工基底膜或其他天然胶原蛋白水凝胶。此外，GelMA 水凝胶具有良好的机械性能，其构建的 3D 微支架具有可调的机械和化学性质。此外，GelMA具备良好的温敏凝胶特性和可降解性，其机械性能可调，能够提供多种黏弹特性，已广泛应用于细胞3D培养、组织工程、生物3D打印等研究领域。

EFL团队推出的GelMA产品（EFL-GM系列）通过严格的原料筛选及品质检测，具有批次稳定、服务专业等优点，自推出以来，已服务哈佛、剑桥、麻省理工、港大、清华、北大、浙大、上交等国内外高校的数百个课题组，深受国内外科研工作者的好评与认可。

 

规格型号

 

组分	性状	规格
A:GelMA	白色海绵状	1 g/瓶
B:光引发剂LAP	白色粉末状	0.05 g/瓶

 

产品应用

细胞培养、生物3D打印、组织工程。

 

储存条件

干态套装：室温，3个月；4℃，12个月；-20℃，18个月。

 

核磁氢谱

 

 

 

图1. GelMA合成反应原理及GM30/60/90核磁氢谱

 

 

 

黏度

 

 

 

 

 

图2.流变测试：黏度（剪切速率：10rad/s，37℃）

 

 

 

 

 

温敏行为

 

 

 

 

图3.流变测试：降/升温相转变温度及5℃冻胶强度（振荡温度扫描：40 ℃→4 ℃→40 ℃，5 ℃/min，应变1%，角速率5rad/s）

 

 

 

 

 

储能模量

 

 

 

 

 

 

图4.流变测试：光固化过程及最终凝胶储能模量（振荡时间扫描：应变1%，角速率5rad/s；辐照光源：405nm，30mW/cm²，30s）

 

 

压缩模量

 

 

 

 

 

 

图5.三种型号不同浓度的GelMA压缩模量：EFL-LS-1601-405光源固化30s

 

SEM

 

 

 

 

 

 

 

图6.水凝胶冻干样本电镜示意图。左：浇注水凝胶SEM；右：3D打印水凝胶支架SEM。

 

生物相容性

GelMA已广泛用于各类干细胞、癌细胞、内皮细胞、神经细胞、心肌细胞、肝细胞、软骨细胞等细胞的2D/3D培养，细胞存活率大于90%，细胞功能化良好

 

 

 

 

 

 

图7.骨髓间充质干细胞（BMSC）在GelMA表面及内部培养效果

3D打印性能

EFL-GM系列水凝胶固化速度快且机械性能可调，适用于挤出式生物3D打印与投影式光固化生物3D打印（DLP）。配合EFL团队自主研发的多功能挤出式生物3D打印机（EFL-BP-66系列）和投影式光固化生物3D打印机（EFL-BP-86系列），可轻松实现GelMA复杂结构制造，载细胞打印存活率可达90%，细胞功能化良好。

 

 

 

 

 

 

 

 

图8.投影式光固化3D打印GelMA仿生微结构：神经导管、脊髓结构、血管结构（上）；挤出3D打印GelMA复杂水凝胶结构：网格支架、耳朵、鼻子（下）

 

 

 

 

 

 

 

 

图9.3D打印载细胞（BMSC）水凝胶支架，细胞存活率高，成骨诱导分化效果良好