研究者开发出全新3D打印超强水凝胶可修复软骨损伤

水凝胶是一种具有网状交联结构的神奇材料，用途非常广泛。由于具备与人类自然组织相似的弹性和强度，这种生物材料可以通过3D打印被制成人体中的承载性部分，比如膝盖软骨，从而减少因运动伤而造成的关节置换。近日，美国德克萨斯州的一支团队就研发出了一种3D打印水凝胶的新技术，可令其耐用性和加工控制的精确度显著增强。

关节软骨是人类身体中相当重要的部分，因为它们的作用，比如吸收冲击、连接和顺滑运动都是正常生活所必需的。但是一些运动或意外伤害会对它们造成损伤。而这些软骨没有自愈能力，只会随着时间的流逝逐渐碎裂，最后造成关节硬化、炎症，以及运动能力丧失等一系列严重后果。一旦出现这样的情况，人工关节置换手术是唯一的办法。然而，由于供体短缺和生物相容性的问题，十分成功的移植非常稀少。

为了解决这一痛点，德州科技大学与德州农工大学的研究者们将目光转向了生物3D打印与生物相容性材料。这二者的结合能够创造出复杂的组织和细胞支架，同时也可替代稀少的人类捐献者。于是最终，我们就见到了上面所说的3D打印水凝胶技术。

据中国3D打印专业媒体平台南极熊了解，由于低粘度和较大的凝胶温度范围，此前，精确的3D打印琼脂水凝胶从未成功过，而此次的新型技术之所以能够实现“超级强韧琼脂双倍网络水凝胶的成功精确3D打印”是因为研究者向松散的凝胶网络中添加了海藻酸钠。这不但令凝胶变得更加结实坚韧，而且令其能够在打印过程中保持精确的形状，从而在提高油墨粘度的同时改善了精确加工控制时流变特性的作用。

此外，研究人员还通过将水凝胶没入氯化钙溶液向其结构中引入了钙离子。这些离子与海藻酸钠发生了交联作用，从而进一步增强了水凝胶的强度。由此产生的水凝胶不仅在抗拉强度上超越了其它任何一种水凝胶，而且可以完美契合人类软骨的自然形状。

可以想象，一旦技术成熟，这种3D打印水凝胶技术必定将在全世界普及，从而为软骨受损的患者带去福音。

via 3ders