科技日報北京11月23日電 (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,有望推動人造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,這為未來制造人造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。
(責任編輯:韓璐)
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