在現代生物醫(yī)學中，組織器官模型相對于活體器官、動物實驗、人體臨床試驗等醫(yī)療輔助檢測手段，更能反映生物體的結構和生理環(huán)境，同時具有成本低、易操作的特點。水凝膠與生物體具有良好的理化性質匹配度和生物相容性。開發(fā)新一代基于水凝膠的人體器官模型，模擬組織器官的生理環(huán)境和界面材料的交換有很多優(yōu)勢。

近日，中國科學院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室王小龍研究員研究組提出了3D打印熱可逆水凝膠模板結合金屬離子誘導超分子組裝的策略，實現了具有內部通道、合適力學性能、梯度結構和物質交換界面的模擬濕水凝膠組織器官模型，包括血管網、肺、肝、胃、腸、膀胱、手等生物器官結構。

體外模擬試驗表明，與傳統(tǒng)的硅基和樹脂基血管模型相比，水凝膠血管模型提供了優(yōu)異的水潤滑性能，更接近真實的血管生理環(huán)境，在模擬導絲介入過程中具有更低的摩擦系數和更穩(wěn)定的摩擦行為。此外，水凝膠消化系統(tǒng)模型還可用于模擬的體外控釋過程。

相關成果發(fā)表在Advanced Functional Materials上，題目是具有連通空腔結構的生長水凝膠組織人體模型。本研究得到了國家自然科學基金、中國科學院前沿科學重點研究項目和甘肅省重點研發(fā)項目的資助。

濕滑水凝膠組織器官模型制備過程模擬

模擬濕水凝膠組織器官模型

水凝膠復制品用于消化系統(tǒng)中的模擬導絲介入和模擬藥物釋放。

來源:中國科學院蘭州化學物理研究所