水凝膠是通過交聯連接在一起的3D網絡結構，具有高度親水性和固有的生物相容性，是3D細胞培養和3D生物打印等組織工程應用的理想選擇。來源于膠原蛋白、明膠和透明質酸的天然水凝膠具有很高的生物相容性，這是支持細胞活力、增殖、分化和運動的內在優勢。這些獨特的組成和結構與天然細胞外基質(ECM)相似，可以為細胞功能、粘附和移植提供有效的平臺。通過增強水凝膠交聯的穩定聚合物網絡，可以改善用于細胞培養和組織工程應用的3D水凝膠支架的兼容性和多功能性。光引發交聯可以在原位形成，以控制水凝膠的剛度和凝膠化速率，并在紫外線或可見光下形成不同程度的交聯。這種光交聯水凝膠非常適合3D細胞培養和組織工程應用, 因此在體外3D培養中常常會用到光引發劑。
光引發劑 (photoinitiator)是一類能在紫外光區(250～420nm)或可見光區(400～800nm)吸收一定波長的能量，產生自由基、陽離子等，從而引發單體聚合交聯固化的化合物。光引發劑可分為自由基光引發劑和陽離子光引發劑兩類。自由基光聚合是一個鏈式反應，包括三個主要階段:起始、增殖、鏈生長和終止。自由基光聚合主要用于丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體。許多文獻報道自由基聚合主要用于生物醫學應用。陽離子聚合雖然有許多優點，但它不太可能用于生物醫學應用。其中一個原因是陽離子引發劑在起始過程中產生強質子酸，其酸性特性對細胞培養產生負面影響。第二個原因是陽離子光聚合對水的敏感性。有研究表明，水的存在減緩或抑制了聚合反應。此外，水可以作為鏈轉移劑，促進新鏈的生長，從而降低所得聚合物的平均分子量。
2D&3D細胞培養專家Advanced BioMatrix可提供不同光引發劑，助力3D細胞培養：
| 光引發劑 (photoinitiator) | |||
| 貨號 | 名稱 | 規格 | 說明 |
| 5200 | Irgacure 5929 Photoinitiator (365nm) | 5g | IRGACURE 2959是一種高效的不泛黃自由基光引發劑，用于水凝膠和生物墨水等系統的紫外線固化。Irgacure是最有效的激活使用365nm波長的紫外線。Irgacure必須溶于甲醇，因為它不溶于水。 |
| 5269 | LAP Photoinitiator (405nm) | 500mg | LAP是一種水溶性、細胞相容性的光引發劑，用于聚合水凝膠或生物墨水。比Irgacure 2959更適用于生物應用，因為它具有更高的水溶性、365nm處的聚合速率增加，以及在400nm處的吸光度允許用可見光進行聚合。改進的聚合動力學使得細胞包埋在降低的引發劑濃度和更長波長的光下，這已被證明可以降低引發劑毒性并提高細胞存活率。 |
| 5248-1KIT | Ruthenium Photoinitiator (400-450nm) | Kit | 水溶性光引發劑，利用可見光(400-450nm)共價交聯游離酪氨酸和丙烯基團。已在I型膠原蛋白、明膠、絲素、甲基丙烯酸透明質酸、甲基丙烯酸明膠、甲基丙烯酸型膠原蛋白和聚乙二醇上進行了測試。 |
除了光引發劑，Advanced BioMatrix還可以提供光交聯水凝膠試劑盒，試劑盒中包含高質量的天然水凝膠，包括甲基丙烯酸化I型膠原蛋白(PhotoCol)，明膠(PhotoGel)或透明質酸(PhotoHA)等水凝膠，光引發劑(Irgacure 2959,LAP或Ruthenium )和優化的緩沖液，以適應不同的3D細胞培養或生物打印應用。
| 光交聯水凝膠試劑盒(包含水凝膠，光引發劑和緩沖液) | |||
| 光引劑類型 | 貨號 | 名稱 | 組分 |
| Irgacure | 5201-1KIT | PhotoCol Methacrylated Collagen, 100 mg with Irgacure Kit | 包括甲基丙烯酸酯化I型膠原蛋白，Irgacure 光引發劑，中和溶液、乙酸 |
| 5215-1KIT | PhotoGel 95% DS Methacrylated Gelatin, 2 x 500 mg with Irgacure Kit | 包括甲基丙烯酸酯化明膠，Irgacure 光引發劑 | |
| 5220-1KIT | PhotoHA Stiff, Methacrylated Hyaluronic Acid, 100 mg with Irgacure Kit | 包括甲基丙烯酸酯化透明質酸?，Irgacure 光引發劑 | |
| 5331-1KIT | PhotoDextran , Methacrylated Dextran, 1 gram with Irgacure Kit | 包括甲基丙烯酸酯化葡聚糖，Irgacure 光引發劑 | |
| 5353-1KIT | PhotoAlginate , Methacrylated Alginate, 200 mg with Irgacure Kit | 包括甲基丙烯酸酯化海藻酸鈉，Irgacure 光引發劑 | |
| 5443-1KIT | PhotoChitosan , Methacrylated Chitosan, 100 mg with Irgacure Kit | 包括甲基丙烯酸酯化殼聚糖，Irgacure 光引發劑 | |
| LAP | 5270-1KIT | PhotoCol Methacrylated Collagen, 100 mg with LAP Kit | 包括甲基丙烯酸酯化I型膠原蛋白， LAP光引發劑，中和溶液、乙酸 |
| 5272-1KIT | PhotoGel 95% DS Methacrylated Gelatin, 2 x 500 mg with LAP Kit | 包括甲基丙烯酸酯化明膠，LAP光引發劑 | |
| 5274-1KIT | PhotoHA Stiff, Methacrylated Hyaluronic Acid, 100 mg with LAP Kit | 包括甲基丙烯酸酯化透明質酸?，LAP光引發劑 | |
| 5332-1KIT | PhotoDextran , Methacrylated Dextran, 1 gram with LAP Kit | 包括甲基丙烯酸酯化葡聚糖，LAP光引發劑 | |
| 5354-1KIT | PhotoAlginate , Methacrylated Alginate, 200 mg with LAP Kit | 包括甲基丙烯酸酯化海藻酸鈉，LAP光引發劑 | |
| 5441-1KIT | PhotoChitosan , Methacrylated Chitosan, 100 mg with LAP Kit | 包括甲基丙烯酸酯化殼聚糖，LAP光引發劑 | |
| Ruthenium | 5271-1KIT | PhotoCol Methacrylated Collagen, 100 mg with Ruthenium Kit | 包括甲基丙烯酸酯化I型膠原蛋白，Ruthenium 光引發劑，中和溶液、乙酸 |
| 5273-1KIT | PhotoGel 95% DS Methacrylated Gelatin, 2 x 500 mg with Ruthenium Kit | 包括甲基丙烯酸酯化明膠，Ruthenium 光引發劑 | |
| 5275-1KIT | PhotoHA Stiff, Methacrylated Hyaluronic Acid, 100 mg with Ruthenium Kit | 包括甲基丙烯酸酯化透明質酸?，Ruthenium 光引發劑 | |
| 5333-1KIT | PhotoDextran , Methacrylated Dextran, 1 gram with Ruthenium Kit | 包括甲基丙烯酸酯化葡聚糖，Ruthenium 光引發劑 | |
| 5355-1KIT | PhotoAlginate , Methacrylated Alginate, 200 mg with Ruthenium Kit | 包括甲基丙烯酸酯化海藻酸鈉，Ruthenium 光引發劑 | |
| 5442-1KIT | PhotoChitosan , Methacrylated Chitosan, 100 mg with Ruthenium Kit | 包括甲基丙烯酸酯化殼聚糖，Ruthenium 光引發劑 | |
光交聯水凝膠是一種具有生物相容性、可降解性和與天然細胞外基質結構相似性的材料，因此它在組織工程領域被廣泛研究和應用。這種特殊的水凝膠是由紫外光或可見光引發的固化反應形成的，能夠形成適于細胞生長與分化的三維結構。需要光引發劑，光交聯水凝膠請咨詢艾美捷科技！
