美國科羅拉多大學(xué)博爾德分校領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)與賓夕法尼亞大學(xué)研究人員合作，研發(fā)出一種新的3D打印材料。這種材料既有足夠的彈性以承受心臟的持續(xù)跳動(dòng)，又具有足夠的韌性以承受關(guān)節(jié)的擠壓負(fù)荷。它易于塑形以適應(yīng)患者獨(dú)特的需求，并能輕松黏附在濕潤的組織上。新發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的這一突破性成果，為新一代生物材料的開發(fā)鋪平了道路。
這種3D打印材料既堅(jiān)固，又可拉伸，可塑性強(qiáng)，而且黏性好。圖片來源：美國科羅拉多大學(xué)博爾德分校
近年來，水凝膠材料已成為制造人造組織、器官和植入物的熱門材料。但傳統(tǒng)3D打印水凝膠在拉伸時(shí)容易斷裂，在壓力下容易破裂，或因太硬而無法在組織周圍成形。
如何使3D打印水凝膠材料兼具強(qiáng)度和彈性？研究人員從蠕蟲的復(fù)雜相互纏繞中獲得了靈感。新打印方法被稱為“CLEAR”，其工作原理是將長分子纏繞在3D打印材料中，就像那些相互纏繞在一起的蠕蟲一樣，從而可以生產(chǎn)出既堅(jiān)固又柔韌的材料。
當(dāng)在實(shí)驗(yàn)室中拉伸這些材料并測試其能承載的重量時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)這些材料的韌性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了用標(biāo)準(zhǔn)3D打印方法打印出來的材料。更令人欣喜的是，它們還能貼合并黏附在動(dòng)物組織和器官上。
研究人員設(shè)想，未來這種3D打印材料有望制成修復(fù)心臟缺損的“心臟創(chuàng)可貼”，也可用于向器官或軟骨組織遞送再生藥物以抑制椎間盤突出，甚至可用于縫合傷口以避免傳統(tǒng)針線和縫合方式帶來的組織損傷。
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