克里特大学和希腊研究与技术基金会电子结构与激光研究所的研究人员于上月发布预印本报告，展示了一项创新的生物制造技术。

他们开发了一种一步式策略，使用天然多酚姜黄素作为双光子聚合中的多功能光引发剂，来制造生物活性的3D水凝胶支架。

这项研究的核心在于姜黄素扮演了双重角色，它不仅能够实现高分辨率的3D打印，同时在制造过程中直接赋予支架抗菌性能，从而无需进行打印后修饰。

该技术旨在解决双光子聚合在更广泛水凝胶系统中应用的一个关键瓶颈，即缺乏兼具高非线性吸收效率和细胞相容性的光引发剂。

研究人员将姜黄素整合到浓度为10%（w/v）的明胶甲基丙烯酰水凝胶配方中。

测量发现，该混合物的双光子吸收截面值显著提升，这归因于姜黄素与GelMA主链中疏水性氨基酸残基之间的相互作用。

这种相互作用促进了局部聚集和更强的电子耦合，从而在打印过程中增加了焦点体素内的非线性能量沉积。

参数化研究表明，该配方拥有宽广的工艺窗口，支持在低激光强度和高扫描速度下实现聚合，且与传统引发剂配方相比，有效减少了热损伤风险。

利用多光子光刻技术，该团队成功制造了多种复杂的微观结构。

这些结构包括方形晶格、螺旋二十四面体、Schwarz Diamond三重周期极小曲面结构以及类骨骼晶格结构。

扫描电子显微镜证实，支架的孔径范围从几微米到超过150微米不等，并且水合后的结构保持稳定。

在生物相容性测试中，间充质干细胞在支架上表现出良好的粘附、增殖和浸润能力。

除了可打印性和细胞相容性，该材料还展现出固有的抗菌特性。

在蓝色LED照射下，GelMA/姜黄素薄膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均表现出显著的杀灭或减少效果。

抗菌效应主要归因于姜黄素在光激活下发生光动力反应，能够产生活性氧。

这项研究重新定义了光引发剂在生物制造中的作用，提出了“引发剂即功能剂”的新模型。

通过使用姜黄素同时作为引发剂和生物活性剂，支架无需经过二次涂层或改性步骤即可获得抗菌功能。

目前，这项研究仍处于预印本阶段，尚未经过同行评审。

研究人员指出，评估其长期稳定性、体内性能以及超越微观尺度多光子光刻的可扩展性，还需要进一步的工作。