机械工程学报

作者：董兰兰, 李亘, 熊胤泽, 张航, 王蕾, 李祥

单位：1. 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室 上海 200240;2. 上海交通大学医学院附属瑞金医院骨科 上海 200025

关键词：甲基丙烯酰胺酯化明胶,水凝胶,挤出式3D打印,工艺参数；

基金：国家自然科学基金(52075324)、上海交通大学“交大之星”计划医工交叉研究基金(YG2021ZD06)和上海市卫健委卫生行业临床专项(20204Y0351)资助项目

挤出式3D打印水凝胶用于组织修复是近年的研究热点。然而，高形状保真度的水凝胶打印过程仍然离不开复杂的交联策略，这大大增加了打印难度，限制了水凝胶材料在组织工程领域的应用。制备一种室温下可打印水凝胶，其打印过程不需要任何辅助交联便可实现高保真度打印。水凝胶由甲基丙烯酰胺酯化明胶(Gelatin methacrylate, GelMA)，纳米黏土(Laponite XLG，LPN)和甲基纤维素(Methylcellulose, MC)组成。通过挤出测试筛选出适合打印的复合材料配比，打印工艺试验分析了挤出速度、喷头移动速度对出丝连续性和微丝线宽的影响。当喷头内径为400 μm时，GelMA/LPN/MC水凝胶实现顺畅出丝(φ400~600 μm)的条件为挤出速度在8.6~13 mm/h，喷头移动速度在6~10 mm/s。流变结果表明LPN和MC的加入赋予了材料优异的剪切稀化特性，使其具备室温下打印并维持结构稳定的性能。压缩结果表明改变交联时间，GelMA/LPN/MC水凝胶的压缩模量提高5倍，压缩强度提高3倍。细胞试验显示GelMA/LPN/MC水凝胶具有良好的生物相容性。

来源：2022年第9期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2022年第9期