兰州化物所发展出3D打印物理交联水凝胶支架

研发团队成员仇越秀博士告诉记者，人体的软硬组织其实是三维网状结构，组织受损后如何恢复是一个世界难题。

团队瞄准这个方向，历经上万次实验，研制成功这种高科技材料。

在显微镜下，这些再生医学材料颗粒表面看起来就像马蜂窝状的孔洞，其内部也布满密密麻麻但大小均匀的孔洞。孔洞虽小，它们的表面积加在一起却非常巨大，100克材料的孔洞面积相当于5个足球场大小。

这些细小颗粒材料进入牙齿表面缺损的地方后，快速吸附口腔中的唾液，唾液与材料孔洞表面均匀地发生反应，生成了人类牙釉质的主要成分，这种成分是人体内最坚硬的部分。

它们像一块块“盾牌”一样密集附着在牙齿表面，随着材料使用时间延长，这些“盾牌”和原来牙齿表面牙釉质形成的保护层长成一体，和人类自己生长的牙齿几乎一样，实现了牙齿的永久性修复。

目前，这种材料已经在北京的14家大医院试用，成功地为近500人修复了牙齿。

仇越秀说，再生医学材料pH值在人体内稳定，不会对细胞和其他接触组织有过敏刺激和毒性伤害。

团队牵头人、北京幸福益生高新技术有限公司董事长胡方表示，再生医学已成为世界各国重点发展的方向。这种材料将在人工骨头、可降解心脏支架、创伤愈合、疤痕修复等领域广泛应用。

兰州化物所发展出3D打印物理交联水

凝胶支架

水凝胶具有高的水含量和丰富的理化性能，在生物医学领域具有重要应用价值。

三维水凝胶支架具有可控的结构、尺寸和孔隙，能够为细胞的增殖分化提供合适的微环境，进而高效地实现组织的修复和再生。

近年来，基于3D打印技术（也被称为增材制造）在结构成型方面的显著优势，其在构筑复杂的三维水凝胶支架方面表现出巨大的潜能，但是目前光交联水凝胶打印体系在生物兼容性和生物活性方面受到限制。

近日，中国科学院兰州化学物理研究所研究员王晓龙团队，基于生物兼容的人工合成高分子和天然活性大分子制备物理交联水凝胶的策略，成功开发了聚乙烯醇（PVA）+κ-卡拉胶的复配水凝胶墨水。

借助墨水直写（Direct ink writing）打印技术，实现了

复杂水凝胶结构的精细打印制备，包括水凝胶管、三维支架

以及耳朵等。

通过冷冻-解冻循环后处理技术，在水凝胶结构中形成

物理交联网络，从而制备出高强度、耐溶胀的水凝胶。

更重要的是，该水凝胶经纯物理过程制备，没有反应副

产物或者残余有毒物质，并且κ-卡拉胶具有良好的生物活性，所制备的三维水凝胶支架可以直接用于3D细胞培养，

在骨组织再生、皮肤修复方面具有重要的应用价值。

该方法还可以拓展至其他的水凝胶体系，包括壳聚糖、

明胶和琼脂等。

进一步研究具有优良机械性能、生物兼容性和生物活性

的水凝胶，并结合先进的3D打印技术，有望为组织工程、

药物释放、骨再生以及医学植入体等方面提供重要的机遇。

上述工作在线发表于Biomaterials Science（DOI：10.1039/c9bm00081j）。

该工作得到国家重大研发计划（2016YFC1100401）、

国家自然科学基金（51775538，51828302）、甘肃省重大专

项（18ZD2WA011）、重点研发（17YF1FA139）、自然科

学基金（17JR5RA318）和兰州创新创业人才项目（2016-RC-74）等的支持。

中科院：稳态强磁场装置助力发现超高

电导率材料

稳态强磁场实验装置（SHMFF）用户复旦大学物理系

教授修发贤领衔的研究团队在砷化铌纳米带中观测到其表面

态具有超高电导率，这也是目前二维非超导体系中的最高电

导率，其低电子散射几率的机制源自外尔半金属特有的费米

弧结构。

3月18日，相关研究论文《外尔半金属砷化铌纳米

带中的超高电导率》（Ultrahigh conductivity in Weyl semimetal NbAs nanobelts）以长文形式在线发表于《自然-

材料》（Nature Materials）。

材料可以根据导电性进行分类：如果材料中不允许电子

流动，则称为绝缘体；如果材料中有大量可以参与导电的自

由电子，则称为导体。

为了解决器件热耗散的问题，人们一直在寻求一些具有

超高导电性的材料。

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中国粉体工业 2019 No.2