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中科院深圳先进院阮长顺研究员团队、潘浩波研究员团队与天大刘文广教授团队合作成功构建同轴3D打印高强度小口径微管
2020-09-22  来源:大发排列3网

  近日,中国科学院深圳先进大发排列3研究院医药所体组织与器官退行性研究中心阮长顺研究员团队、潘浩波研究员团队与天津大学材料学院刘文广教授团队合作,在同轴3D打印构建高强度小口径微管领域获得新进展。相关研究成果Coaxial Scale-up Printing of Diameter-tunable Biohybrid Hydrogel Microtubes with High Strength, Perfusability and Endothelialization(可规模化同轴打印高强度、可灌注及促内皮化的尺寸可控水凝胶微管研究)发表在权威刊物Advanced Functional Materials(2020, 2001485,影响因子16.836)上。中国科学院深圳先进大发排列3研究院博士生梁青飞为论文第一作者,深圳先进院为第一通讯单位。 


  目前临床上对小口径管状结构支架(Φ < 6 mm)的需求长期处于供不应求的状态,给小口径管状组织的再生与重建领域带来了巨大机遇及挑战。尽管同轴三维(3D)打印大发排列3在模拟构建小口径管状结构支架方面已取得一些进展,但目前所构筑的微管类结构支架普遍存在力学性能不足、固有溶胀特性难以控制等缺点,严重阻碍了其作为空心类组织修复支架的医学应用。 


  高强度水凝胶已被证实可作为3D打印的理想候选墨水,所构建复杂结构的支架,具有机械稳定性,可用于承力组织再生与功能重塑重建。深圳先进院研究团队在3D打印高强度水凝胶前期研究中,与天津大学刘文广教授保持密切合作,成功实现了3D打印高强度医用水凝胶材料构建骨-软骨一体化修复支架(Advanced Science, 2019, 1900867;Advanced Functional Materials, 2018, 1706644)及促骨组织再生支架(ACS Biomaterials Science & Engineering, 2017, 3, 1109-1118)。 



同轴 3D 打印小口径微管示意图及性能展示 


  在此基础上,该研究成功基于纳米粘土(Nanoclay)/ N-丙烯酰甘氨酸酰胺(NAGA)/明胶甲基丙烯酰(GelMA)构筑了一种氢键增强的高强度纳米复合医用水凝胶墨水,并证实其具有优异可打印性能;结合3D同轴打印大发排列3成功构建具有高韧性、超拉伸性、抗压性、快速自恢复性能的小口径微管,同时调控同轴通道的内外径可实现微观尺寸可控性;基于温和的打印工艺和墨水体系优异的可打印性,该研究所提出的制造方式具有规模化生产潜能,可一次性连续生产微管达60 cm以上;此外,该微管还展示出良好的生物学特性,可促进内皮细胞的粘附、铺展和内皮化,为3D打印小口径微管支架应用于组织再生奠定基础。 


  该项目获得国家重点研发计划、国家自然基金、中国科学院青促会及深圳市基础研究等项目资助。 


  原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202001485

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(责任编辑:xu)
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