科技日報記者 張夢然
美國弗吉尼亞大學研究團隊首創了一種新型3D打印材料。該材料與人體免疫系統兼容，有望推動人工器官移植和藥物遞送等諸多醫療技術實現快速、安全發展。這一突破性成果發表于最新一期《先進材料》期刊。
研究團隊此次展示了改變聚乙二醇（PEG）性質的方法，制造出可拉伸的網絡結構。PEG已被廣泛應用于組織工程等生物醫學技術，但傳統生產方式（通過交聯PEG聚合物在水中形成后去除水）會導致結構脆弱、結晶，無法在拉伸時保持完整性。
為解決這一問題，團隊借鑒了制造彈性強橡膠的分子設計，采用“可折疊瓶刷”結構，使材料既堅固又極具彈性。聚合物分子具有許多柔韌的側鏈從中央骨架輻射，這些側鏈可像手風琴一樣折疊，儲存可展開的額外長度，從而實現高拉伸性。他們將折疊瓶刷聚合物概念應用于PEG，通過將前體混合物暴露在紫外線下幾秒鐘，啟動聚合形成瓶刷結構網絡，成功制造出可3D打印、高度可拉伸的PEG基水凝膠和無溶劑彈性體。
團隊成員表示，通過改變紫外線燈的形狀，可以創造出許多復雜的結構，這為未來制造人工器官或藥物遞送系統提供了新可能。此外，實驗表明，這種可拉伸的3D打印PEG材料對生物友好，細胞培養測試證實其與生物組織兼容，適用于體內材料如器官支架。
展望未來，該材料可能與其他材料結合，制造具有不同化學成分的3D打印產品，可拓展多種應用。例如，與現有固態聚合物電解質相比，新材料在室溫下展現出更高的電導率和拉伸性，凸顯了其作為先進電池技術中高性能固態電解質的潛力。團隊表示將繼續探索其在固態電池技術中的應用前景。
總編輯圈點
3D打印生物材料為人工器官移植等再生醫學領域帶來新的變革。與此同時，相關技術也面臨如何使3D打印結構與人體免疫系統更好兼容的挑戰。傳統的人工植入物可能引發人體排異反應或慢性炎癥。而新型3D打印生物材料則嘗試通過精密的分子調控和設計，從根源上解決這一問題。利用這種方法，3D打印的骨骼、軟骨甚至血管組織等結構，有望被人體真正接納與融合，為實現高度個性化的再生醫學治療開辟了全新路徑。
