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科技日报北京11月23日电 （记者 张梦然）美国弗吉尼亚大学研究团队首创了一种新型3D打印材料。该材料与人体免疫系统兼容，有望推动人造器官移植和药物递送等诸多医疗技术实现快速、安全发展。这一突破性成果发表于最新一期《先进材料》期刊。 研究团队此次展示了改变聚乙二醇（PEG）性质的方法，制造出可拉伸的网络结构。PEG已被广泛应用于组织工程等生物医学技术，但传统生产方式（通过交联PEG聚合物在水中形成后去除水）会导致结构脆弱、结晶，无法在拉伸时保持完整性。 为解决这一问题，团队借鉴了制造弹性强橡胶的分子设计，采用“可折叠瓶刷”结构，使材料既坚固又极具弹性。聚合物分子具有许多柔韧的侧链从中央骨架辐射，这些侧链可像手风琴一样折叠，储存可展开的额外长度，从而实现高拉伸性。他们将折叠瓶刷聚合物概念应用于PEG，通过将前体混合物暴露在紫外线下几秒钟，启动聚合形成瓶刷结构网络，成功制造出可3D打印、高度可拉伸的PEG基水凝胶和无溶剂弹性体。 团队成员表示，通过改变紫外线灯的形状，可以创造出许多复杂的结构，这为未来制造人造器官或药物递送系统提供了新可能。此外，实验表明，这种可拉伸的3D打印PEG材料对生物友好，细胞培养测试证实其与生物组织兼容，适用于体内材料如器官支架。 展望未来，该材料可能与其他材料结合，制造具有不同化学成分的3D打印产品，可拓展多种应用。例如，与现有固态聚合物电解质相比，新材料在室温下展现出更高的电导率和拉伸性，凸显了其作为先进电池技术中高性能固态电解质的潜力。团队表示将继续探索其在固态电池技术中的应用前景。 【总编辑圈点】 3D打印生物材料为人造器官移植等再生医学领域带来新的变革。与此同时，相关技术也面临如何使3D打印结构与人体免疫系统更好兼容的挑战。传统的人工植入物可能引发人体排异反应或慢性炎症。而新型3D打印生物材料则尝试通过精密的分子调控和设计，从根源上解决这一问题。利用这种方法，3D打印的骨骼、软骨甚至血管组织等结构，有望被人体真正接纳与融合，为实现高度个性化的再生医学治疗开辟了全新路径。 |
