中国科学家正在深入研究生物打印技术在“纳米涂层复合凝胶支架的3D打印”中的成功应用，探索为什么光交联甲基丙烯酸明胶对试图设计组织的研究人员如此具有吸引力。然而，在一个充满障碍的领域，凝胶也不例外地受到粘度问题和长交联时间的限制。

为了能够打印出稳定、复杂的支架，作者们决定用纳米涂层进一步增强油墨。在这项研究中，他们评估了窗口的可打印性、多孔性和机械强度问题以及生物相容性。

显然，没有细胞活力，就没有生物墨水，也没有所谓的创新。由于海藻酸盐交联速度快，广泛应用于水凝胶中。然而，在这里，研究人员解释说，海藻酸盐并不总是有利于细胞的附着或良好的功能。然而，甲基丙烯酸明胶在光照下容易交联。研究人员还指出，它保持了明胶的生物相容性。

为了克服凝胶的多重问题，例如交联所需的低粘度和长时间，他们研究了预交联、后交联、原位交联和两步交联的用途。最终，一致认为所有方法都不合适，导致稳定性较差。然而，随着纳米粘土的加入，作者发现油墨具有更高的粘度，凝胶支架具有更好的形状保真度。

在挤出后，纳米粘土在剪切应力作用下迅速转变成凝胶状态，从而形成稳定的水凝胶丝材。最后，通过堆叠丝材逐层打印3D结构，丝材内的凝胶在紫外光下共价交联，形成稳定的支架。

凝胶/纳米油墨复合支架的3D打印策略。（A）用明胶/纳米涂料油墨打印支架的示意图：（I）制备明胶/纳米涂料油墨；（II）基于纳米涂料触变性的挤出丝；（III）基于明胶的光交联打印结构。（B）凝胶/纳米涂料油墨的流变特性：（I）4%纳米涂料、10%凝胶、10/3%凝胶/纳米涂料、10/4%凝胶/纳米涂料和10/6%凝胶/纳米涂料的流动特性，（II）粘度剪切速率和（III）各生物材料油墨的剪切模量角频率。

他们还发现，由于剪切应力的增加，较高水平的纳米粘土的膨胀较小，这意味着较高浓度的纳米粘土需要更大的变形屈服应力以进行变形。在进一步的讨论中，作者指出，使用甲基丙烯酸明胶纳米粘土打印需要更大的平衡，到目前为止，他们推测，如果要直接3D打印“细胞负载结构”，他们将被迫放弃形状保真度。除此之外，还需要更好地控制以下内容：

•机械强度

•降解率

•组织再生能力

“通过系统的实验，包括流变测试、打印性能分析、性能表征和生物相容性表征，我们已经回答了与此有关的几个基本问题，包括剪切稀化和快速胶凝的形成机理，以及用于制造复杂的凝胶支架，以及表明添加纳米粘土改善了支架的基本性能，对支架的优良生物性能没有影响。”研究人员总结说。

因此，这种方法提供了一种制造形状逼真的复杂凝胶基支架的简单方法。这种方法很可能在组织缺损的个体化治疗中有多种用途。”

凝胶/纳米涂料油墨在挤出过程中的可打印性分析。（A）膨胀现象的示意图和定义α=D / d。（B）喷嘴直径对（I）挤出丝材直径和（II）α的影响。（C）流速对（I）挤出丝材直径和（II）α的影响。

组织工程和生物打印领域拥有各种各样的支架，虽然在这里我们已经了解了更多关于使用凝胶基支架的知识，但世界各地的研究人员不断尝试新的方法来维持细胞和制造富含细胞的墨水。我们跟踪研究了透明生物油墨用于制造角膜、制作神经组织和3D打印复合结构，如海藻酸盐/明胶水凝胶。

各种形状的脚手架的照片。（A）浙江大学的缩写。（B）仿生耳朵。（C）分支血管。