一种新的医疗 3D 打印方法诞生，它借鉴了自然界中蠕虫缠结相互作用的方式。生产出的材料可用于修补漏水的心脏部件或稳定脊柱椎间盘等应用。在开发可植入人体的材料时，科学家们关注水凝胶的使用已有一段时间。
这种新型水凝胶具有足够的柔韧性，可以贴合心肌，但又足够结实
研究发现，使用这种富含水分的凝胶可以治疗脑损伤和慢性伤口，作为软骨替代物的性能比真软骨更好，还可以止住战场上的伤口出血。不过，尽管凝胶的成分是橡胶，但如果用于心脏等重要器官，或用于缓冲骨骼之间的力量，凝胶就会破裂。它们也会变得僵硬。
科罗拉多大学博尔德分校（CU Boulder）生物前沿研究所（BioFrontiers Institute）的化学与生物工程教授杰森-伯迪克（Jason Burdick）说："想象一下，如果你的心脏上粘着一块硬质塑料。它不会随着心脏跳动而变形。它只会断裂。"
为了开发出更好的医用水凝胶，伯迪克和他的同事转向了蠕虫。具体来说，他们研究了蠕虫群在模仿固体和液体特性的球状物中纠缠在一起，然后又解开的方式。然后，他们将这一模型应用到分子工程中，创造出了一种分子排列很像蠕虫成团的材料--这种模式被称为纠缠。
其中一位研究人员展示了这种新型水凝胶的惊人拉伸能力，而且不会断裂
随后，他们创建了一种新的 3D 打印方法，称为 CLEAR（通过氧化还原引发的光照射后连续固化），利用纠缠分子生产材料。结果产生了一种类似网状的物质，这种物质具有超强的柔韧性，就像我们身体中更强韧的组织一样。这种新物质还能很好地粘附在人体组织和器官上，是一种非常有吸引力的医疗材料。例如，它可以放在器官上进行修复或给药，也可以用作无针缝合线，还可以抑制脊柱中凸出的椎间盘。
"我们现在可以3D打印出强度足以机械支撑组织的粘合材料，"共同第一作者马特-戴维森（Matt Davidson）说。"我们以前从未能做到这一点。"
由于这种材料是三维打印的，因此还可以根据任何一位特定病人的需要进行定制。研究人员现已为这种材料申请了专利，并计划在未来的工作中研究人体组织对这种材料的反应。研究小组还表示，新的三维打印技术可以应用于医学以外的领域。
"这是一种简单的三维加工方法，人们最终可以在自己的学术实验室以及工业中使用这种方法来改善材料的机械性能，从而实现广泛的应用，"第一作者阿比舍克-丹德（Abhishek Dhand）说。它解决了3D打印的一个大问题。"
这一突破已发表在《科学》杂志上。您可以在下面的科罗拉多大学博尔德分校视频中了解更多相关信息。