【摘要】 基质微结构的动态调节是控制组织工程中干细胞命运的有效策略。将其转化为临床环境中的体内组织修复仍然具有挑战性，这需要对多尺度结构特征进行精确的时间控制。最近， 浙江大学化学工程与生物工程学院 赵骞教授 ， 浙江大学医学部口腔医学系 Mengfei Yu博士 / 王慧明院长 团队 使用 4D 打印技术，制造了由形状记忆聚合物 (SMP) 层和水凝胶层组成的多响应双层变形膜。 SMP层具有响应性表面微结构，可以精确地在增殖和分化之间切换阶段，从而促进骨形成。水凝胶层赋予膜以数字方式调节其 3D 几何形状的能力，与临床场景中特定的宏观骨骼形状相匹配。 作者的体内实验表明，与具有静态微结构的参考膜相比，4D 变形膜在新骨形成方面表现出超过 30% 的改善。更重要的是，4D 膜可以以非侵入性的方式保形包裹骨缺损模型，这种策略可以扩展到涉及复杂组织缺损的修复。相关论文以题为 4D Printing of Multi-Responsive Membrane for Accelerated In Vivo Bone Healing Via Remote Regulation of Stem Cell Fate 发表在《 Advanced Functional Materials 》上。 【主图导读】 为了应对这些挑战，团队在这里制造了一个由 4D 打印水凝胶层和微结构 SMP 层组成的双层膜（示意图 1）。由于其宏观平坦的几何形状，制成的膜可以以非侵入性方式在体内递送。一旦就位，水凝胶就会膨胀，并且膜可以随着时间的推移变形为 4D 打印过程的数字文件中预设的 3D 宏观几何形状。 示意图1 用于骨修复的 4D 打印双层膜的示意图演示。 图1 通过 SMP 动态调节表面形貌。 a) SMP 网络的综合。b) 对应于两种 PCLDA 前体之间不同比率的 SMP 网络的差示扫描量热曲线。c) 通过动态力学分析获得的 SMP 的定量形状记忆循环；形状固定和恢复可以根据参考计算。d) 原始、编程和恢复的表面形貌的激光共聚焦扫描显微镜 (LCSM) 图像。e) 形貌顶视图和侧视图的扫描电子显微镜 (SEM) 图像。 图2 可切换的地形增强了体外和体内的成骨分化。 图3 体外实验中拓扑转换前后细胞的形态学变化 。a) 细胞的 SEM 图像。细胞和表面形貌分别用紫色和绿色染色。b) 细胞的 LCSM 图像。细胞是用罗丹明（红色）和 DAPI（蓝色）获得的。白色箭头显示了 Dyn 组中微柱上方细胞骨架的分布。c) 细胞核的免疫荧光图像。 图4 细胞和细胞核形状的变化促进了成骨分化。 图5 双层膜的 4D 打印。 a) 双层 4D 打印过程示意图。b) 通过控制曝光来编程宏观曲率。c) 宏观复杂几何形状的 4D 打印。插图彩色图案代表 4D 打印的光图案。比例尺为 5 毫米。d) 4D 打印双层膜的定制配件。 图6 4D 打印的可编程双层膜实现了更好的骨折愈合。 a) 固定在断裂面上的双层膜示意图。b) 第 2 周和第 4 周骨折的显微 CT 结果。c) 第 4 周愈伤组织的骨体积/组织体积 (BV/TV)。d) 4 周时愈伤组织的 BMD。e) 4 周时小鼠骨折端愈合状态的图像结果。f) 骨缺损周围 CD34、RUNX2和 OSX 的图像结果。BT = 骨组织，BM = 骨髓。 图7 4D 打印的可编程双层膜有助于恢复小鼠的运动能力。 a) 第 4 周猫步足迹的代表性信号图像。b) 第 4 周小鼠 3D 足迹强度的测量。c) 第 4 周组间打印区域的水平变化。d) 组间平均强度的水平变化在第 4 周。 【总结】 制备了一种结合SMP层和水凝胶层的4D印刷膜，实现了对活体骨修复中多尺度结构变形的时间控制。光可编程水凝胶层实现了几何复杂骨缺损的宏观拟合，SMP层提供了微尺度形貌的按需切换。动态地形图作为细胞命运开关，通过快速细胞增殖和有效的成骨分化促进骨形成。连续的多尺度变形提供了超越骨愈合的潜在机会。如果需要，生物降解性和生物化学线索的控制释放可以整合到支架中。利用开关电源的最新进展，还可以结合可逆和/或多步顺序开关等更复杂的拓扑操作。该策略利用变形膜的4D打印为精确和个性化的治疗提供了一个多功能的平台。 参考文献 ： doi.org/10.1002/adfm.202103920 版权声明： 「 水凝胶 」旨在分享学习交流高分子聚合物胶体学等领域的研究进展。编辑水平有限 ，上述仅代表个人观点。投稿，荐稿或合作请后台联系编辑。感谢各位关注！
关羽墓中的两具女尸真相被揭开，不是貂蝉，更不是妻妾，是她们关羽这个人，想必大家都不陌生，甚至他的事迹到现在还经常出现在人们的交谈之中。他是忠勇的代表人物。提到他，无论是三四岁的小毛孩子还是八十岁的老人都会很兴奋，抖擞其精神细细说来。他是主朱棣装疯的技俩被识破，朱允炆再失良机，叔侄二人彻底决裂朱元璋在去世前将皇位了传给了孙子朱允炆，建文帝害怕叔叔们威胁自己的地位，开始了谋划已久的削藩政策。当藩王的倒下去的时候，燕王朱棣决定不再坐以待毙，而是准备起兵造反。为了争取准备的时图腾！人类早期的符号，氏族的密码图腾一词作为一个外来词，是英语toten的音译，来源于印第安语，最早是由清代学者严复引进我国，直译为它的亲属或者它的标记。作为原始宗教的一种在原始社会，它被部落尊崇为神的灵魂的载体太阳系第九大行星之谜，真的存在吗？过去几年来，关于太阳系最外层区域存在一颗新行星（而且体积很大！）的可能性令科学家和公众都十分好奇。但是经过多年的搜寻，天文学家在这个领域并没有发现新的行星。第九大行星真的存在吗？目古人怎么退休的呢？有退休金吗，退休后做些啥？最新消息，全国31个省份相继召开渐进式延迟法定退休年龄改革征求意见工作会议，截至目前，北京湖南江西等21个省份已完成意见征求工作。那古人怎么退休呢？几岁退有没有钱呢？现在65岁退休恒星生命体真的存在吗恒星大多是发光发热的星体，所以按照人类的生存条件，恒星的温度极高，热量巨大，任何元素都将变成气体，所以生命并不能存在于恒星上，但是也有科学家在宇宙中发现了非生物生命体，他们通过围绕萨满信仰，你了解吗，带你看不一样的名族特色现代人们一般认为从原始的渔猎时代，萨满教在世界上已经开始形成，直到各种外来宗教先后传来我国，在我国北方各民族中萨满教一直都是北方人民的终生信仰，在各种形式的祭祀中，萨满教也几乎独占巫术与占卜巫术与占卜是早期人类认识世界与自我的种方式，在当时的人类生活中起到了重要的作用，可以说是早期精神文化的主要创作活动，对早期人类文明的推进起到了极其关键的推进作用。那么巫术与占卜活动干细胞使用活塞式发动机驱动他们，去自己想去的目的地我们的身体经常派遣干细胞来修复或替换生物损伤，但是这些修复剂是如何穿过致密的组织到达现场的，这一直是个谜。干细胞如何挤压组织开口比自己小100到1000倍一直是一个令人费解的问题，竞争和自然选择驱动着精子和卵细胞的尺寸差异在大多数活动物中，卵细胞比精子细胞大得多。例如，在人类，一个卵子的体积是精子的1000万倍。在一项新的研究中，西北大学的研究人员发现，竞争和自然选择导致了这种奇怪的尺寸差异。利用数脑部器官提供了新的洞察关键酶在自然脑发育中的作用和世界上许多人一样，麻省理工学院Picower学习和记忆研究所的MrigankaSur教授的实验室已经采用了大脑器官的年轻技术，即微型大脑，用于研究人类在健康和疾病方面的大脑发育。