在現(xiàn)代生物醫(yī)學中，與活體器官、動物試驗和人體臨床試驗等醫(yī)療輔助測試手段相比，組織器官模型能夠反映生物體的組織器官結構形態(tài)和生理環(huán)境，同時具有成本低、易操作等特點。水凝膠和生物體具有良好的理化性能匹配度、生物相容性。發(fā)展新一代水凝膠基的人體器官模型，模擬組織器官生理環(huán)境和界面物質交換，具有多方面優(yōu)勢。

近期，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研究員王曉龍課題組提出3D打印熱可逆水凝膠模板結合金屬離子誘導超分子組裝策略，實現(xiàn)具有內(nèi)部通道、合適力學性能、梯度結構以及物質交換界面的仿真濕滑水凝膠組織器官模型，包括血管網(wǎng)絡、肺、肝、胃、腸、膀胱、手等生物器官結構。

體外模擬測試表明，與傳統(tǒng)的硅膠基和樹脂基血管模型相比，水凝膠血管模型在用于模擬導絲介入過程中提供了優(yōu)異的水潤滑性能，更加接近真實的血管生理環(huán)境，具有更低的摩擦系數(shù)和更穩(wěn)定的摩擦行為。此外，水凝膠消化系統(tǒng)模型還可用于模擬體外可控藥物釋放過程。

相關成果以Growing Hydrogel Organ Mannequins with Interconnected Cavity Structures為題，發(fā)表在《先進功能材料》上。研究得到國家自然科學基金、中科院前沿科學重點研究計劃和甘肅省重點研發(fā)項目的支持。

仿真濕滑水凝膠組織器官模型的制備過程

仿真濕滑水凝膠組織器官模型

水凝膠血管復制品用于模擬導絲介入和消化系統(tǒng)模擬藥物釋放