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美弗吉尼亚大学团队首创新型3D打印材料 有望推动人造器官移植
来源:科技日报 百度 图 | 作者:亚洲经济报 | 发布时间 :2025-11-24 | 70 次浏览: | 分享到:
美国弗吉尼亚大学的研究团队取得了一项重大突破,成功首创出一种新型3D打印材料。该材料与人体免疫系统具有良好的兼容性,有望为人造器官移植、药物递送等众多医疗技术的快速且安全发展注入强大动力。这一具有开创性的研究成果发表在了最新一期的《先进材料》期刊上。


此次,研究团队展示了能够改变聚乙二醇(PEG)性质的创新方法,成功制造出了具备可拉伸特性的网络结构。聚乙二醇在组织工程等生物医学技术领域早已得到广泛应用,然而传统生产方式存在明显弊端。传统方式是通过交联PEG聚合物在水中形成特定结构,随后去除水分,但这样会导致生成的结构较为脆弱,容易出现结晶现象,在拉伸时根本无法保持完整性。



为了攻克这一难题,研究团队借鉴了制造高弹性橡胶的分子设计思路,采用了“可折叠瓶刷”结构。这种结构的聚合物分子拥有众多柔韧的侧链,这些侧链从中央骨架向四周辐射开来。它们能够像手风琴一样进行折叠,巧妙地储存可展开的额外长度,进而实现了材料的高拉伸性。团队将折叠瓶刷聚合物的概念成功应用于聚乙二醇,通过把前体混合物暴露在紫外线下仅仅几秒钟,就启动了聚合反应,形成了瓶刷结构网络,最终成功制造出了可进行3D打印、高度可拉伸的PEG基水凝胶以及无溶剂弹性体。



团队成员介绍称,通过灵活改变紫外线灯的形状,就能够创造出各种各样复杂的结构,这无疑为未来制造人造器官或者药物递送系统开辟了全新的可能性。此外,实验结果充分表明,这种可拉伸的3D打印PEG材料对生物十分友好。经过细胞培养测试验证,该材料与生物组织具有良好的兼容性,完全适用于体内材料,例如可作为器官支架使用。



展望未来,这种新型材料还有着更为广阔的应用前景。它有可能与其他不同类型的材料相结合,从而制造出具有不同化学成分的3D打印产品,进一步拓展其应用范围。举例来说,与现有的固态聚合物电解质相比,这种新材料在室温条件下展现出了更高的电导率和拉伸性,这充分凸显了它作为先进电池技术中高性能固态电解质的巨大潜力。研究团队表示,将会继续深入探索该材料在固态电池技术领域的应用前景。