ゼラチンメタクリロイルヒドロゲル、標準化、パフォーマンス、生物医学的適用まで

光分配可能なヒドロゲルであるゼラチンメタクリロイル（GELMA）は、3D培養、特に3Dバイオプリンティングで広く使用されています。これは、その生体適合性、調整可能な物理化学的特性、優れた形成性のためです。ただし、Gelmaの特性とパフォーマンスは異なる合成条件下で異なるため、標準化が不足しているため、矛盾する結果が生じます。この研究では、GELMAアプリケーションを理解および強化するための均一な基準を確立しました。まず、GELMAの基本概念と分子ネットワークの密度（DMN）を定義しました。第二に、DMNを決定する主な測定可能なパラメーターとして、2つのプロパティの置換と固体含有量の比率の2つの特性を使用しました。第三に、我々は、多孔性、粘度、形成性、機械的強度、腫れ、生分解、および細胞適合性の観点から、DMNとさまざまな用途でのDMNとそのパフォーマンスとの間のメカニズムと関係を理論的に説明しました。私たちが答えた主な質問は、パフォーマンスの意味、なぜそれが重要なのか、基本的なパラメーターを最適化してパフォーマンスを改善する方法、そしてそれを合理的かつ正確に特徴付ける方法はありますか？最後に、この知識が、研究者が退屈で反復的な経験を実施する必要性を排除し、同じ基準の下でグループ間の成果の簡単なコミュニケーションを可能にし、Gelmaヒドロゲルの可能性を完全に調査できることを願っています。この記事は著作権によって保護されています。無断転載を禁じます。

Gelatin methacryloyl (GelMA), a photocurable hydrogel, is widely used in 3D culture, particularly in 3D bioprinting, due to its high biocompatibility, tunable physicochemical properties, and excellent formability. However, as the properties and performances of GelMA vary under different synthetic conditions, there is a lack of standardization, leading to conflicting results. In this study, we established a uniform standard to understand and enhance GelMA applications. Firstly, we defined the basic concept of GelMA and the density of the molecular network (DMN). Secondly, we used two properties, degrees of substitution and ratio of solid content, as the main measurable parameters determining the DMN. Thirdly, we theoretically explained the mechanisms and relationships between DMN and its performance in various applications in terms of porosity, viscosity, formability, mechanical strength, swelling, biodegradation, and cytocompatibility. The main questions that we answered were: what does performance mean, why is it important, how to optimize the basic parameters to improve the performance, and how to characterize it reasonably and accurately? Finally, we hope that this knowledge will eliminate the need for researchers to conduct tedious and repetitive pre-experiments, enable easy communication for achievements between groups under the same standard, and fully explore the potential of the GelMA hydrogel. This article is protected by copyright. All rights reserved.