打印后如何通过扩散实现动态机械性能变化？

利用扩散机制来调节生物打印结构在打印后获得的特性，主要分为两个方面：

1. 机械性能

生物墨水可打印性的需求：为了防止打印过程中墨水丝状结构变形和坍塌，需要高粘度的生物墨水。然而，高聚合物含量的墨水可能对细胞培养不利。

临时增稠剂的应用：为了解决上述问题，研究人员将临时增稠剂（如甲基纤维素）添加到生物墨水中，以提高其打印性。在打印完成后，这些增稠剂会扩散到外部环境中，留下具有适宜粘度和机械性能的生物墨水网络结构，从而保证细胞培养的兼容性。

动态共价键生物墨水：另一种策略是使用具有动态共价键的生物墨水，这些生物墨水在打印完成后会释放出小分子调节剂，从而提高结构的稳定性和机械性能。

2. 生物活性

生物活性分子的释放：在打印完成后，可以将生物活性分子（如生长因子）添加到生物墨水中，并通过扩散将这些分子引入打印结构，从而赋予其特定的生物功能。

酶的扩散：通过将酶（如凝血酶）封装在打印结构中，并在打印完成后释放这些酶，可以赋予结构特定的生物活性，例如形成细胞外基质层。

4D 打印：这些策略可以被用于 4D 打印，即在打印过程中或打印完成后，通过扩散机制对生物打印结构进行动态改造，从而实现时间依赖性的功能变化。

总结

扩散机制在生物打印中发挥着重要作用，可以用来调节生物打印结构的机械性能和生物活性，从而赋予其更加复杂和多样化的功能。

参考文献

Cai B, et al. Diffusion-Based 3D Bioprinting Strategies. Adv Sci (Weinh). 2024 Feb;11(8):e2306470.