來源：科技日報

記者：張夢然

美國弗吉尼亞大學研究團隊首創(chuàng)了一種新型3D打印材料。該材料與人體免疫系統(tǒng)兼容，有望推動人造器官移植和藥物遞送等諸多醫(yī)療技術實現(xiàn)快速、安全發(fā)展。這一突破性成果發(fā)表于最新一期《先進材料》期刊。

新聚合物可廣泛適用于從人工器官到先進電池領域。圖片來源：美國弗吉尼亞大學

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(wǎng)絡結構。PEG已被廣泛應用于組織工程等生物醫(yī)學技術，但傳統(tǒng)生產(chǎn)方式（通過交聯(lián)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(xiàn)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(wǎng)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(chuàng)造出許多復雜的結構，這為未來制造人造器官或藥物遞送系統(tǒng)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(yǎng)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(chǎn)品，可拓展多種應用。例如，與現(xiàn)有固態(tài)聚合物電解質相比，新材料在室溫下展現(xiàn)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(tài)電解質的潛力。團隊表示將繼續(xù)探索其在固態(tài)電池技術中的應用前景。