23、基于藻酸盐的水凝胶作为增材制造墨水的研究

基于藻酸盐的水凝胶作为增材制造墨水的研究

1. 藻酸盐水凝胶墨水的性质改进

藻酸盐是一种通常从褐藻中提取的阴离子多糖，在水存在的情况下能够形成凝胶，并且在遇到二价和三价阳离子时会发生交联。交联后，藻酸盐会形成水凝胶，即一种在结构中包含亲水性聚合物的三维网络，能够吸收大量液体。

1.1 藻酸盐水凝胶墨水加工难题

尽管藻酸盐在生物医学应用中具有诸多益处，但作为水凝胶墨水，它在制造过程中难以加工。这是因为藻酸盐溶液表现为低粘度的浓稠液体，在交联过程之前无法形成并保持可重复的形状，而交联过程中形状是由二价或三价阳离子确定的。

1.2 提高形状保真度的方法

为了支持藻酸盐水凝胶打印的形状保真度，有以下几种方法：
- 添加添加剂 ：添加剂旨在提高藻酸盐溶液的可打印性，并为藻酸盐结构提供更好的机械性能。这些添加剂还可以增强水凝胶在各种生物医学应用（如组织工程）中的生物学特性。因此，藻酸盐墨水通常与其他材料（如明胶、胶原蛋白、壳聚糖）以及纤维填充材料（如甲基纤维素）或不可降解颗粒结合使用。
|墨水成分|交联剂|墨水成分比例|应用|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|藻酸盐 - 琼脂糖|CaCl₂|3.5:2|软骨支架|
|藻酸盐 - 琼脂糖|CaCl₂|2:0.6、2:1.2、2:1.8|内皮支架|
|藻酸盐 - 琼脂糖 - 羧甲基壳聚糖|CaCl₂|5:1.5:5|神经支架|
|藻酸盐 - 壳聚糖|HCl|10:1、10:10|支架|
|藻酸盐 - 明胶|CaCl₂|7.5:5|3D 细胞培养|