实验场地： 明向校区 人工智能学院C 117

负责人：赵丽琴

电话：18235105487

适用：化学、生物医学工程、材料科学与工程等相关专业本科生

开放预约时间：单周周二下午

目的：

1.掌握同轴3D打印技术的原理与操作方法，理解其在中空管状结构构建中的独特优势。

2.掌握聚乙烯醇（PVA）与海藻酸钠（Alg）复合生物墨水的配制。

3.理解离子交联与物理交联双重交联机制在构建小直径血管支架中的应用，并掌握同轴喷头实现一步成型中空结构的关键工艺。

项目内容介绍：

本项目构建从“生物墨水配制”到“同轴打印血管支架”的完整技术链条。利用同轴打印技术实现“墨水挤出与即时交联”同步进行，一步法成型具有连续通畅管腔的小直径血管支架。

流程（生物墨水与交联体系制备）：

1.配制PVA溶液（内层墨水）：称取适量聚乙烯醇（PVA）粉末，加入去离子水中，在90℃水浴中加热搅拌至完全溶解，配制成8%-10%（w/v）的透明溶液，冷却至室温，静置脱泡备用。

2.配制Alg溶液（外层墨水或混合墨水）：称取适量海藻酸钠（Alg）粉末，加入去离子水中，室温或稍加热搅拌至完全溶解，配制成3%-5%（w/v）的粘稠溶液，静置脱泡过夜或真空脱泡备用。

3.制备复合墨水：将冷却后的PVA溶液与Alg溶液按一定体积比（如7:3或1:1）混合，充分搅拌至均匀，作为打印墨水装入同轴打印的内针料筒中。

（关键步骤） 混合过程中避免产生气泡，混合后置于4℃冰箱冷藏静置脱泡30分钟。

4.配制交联液：称取无水氯化钙（CaCl₂）溶于去离子水中，配制成5%-10%（w/v）的交联溶液，过滤除去不溶物，用于即时交联海藻酸钠。

流程（同轴打印小直径血管）：

1.同轴喷头组装与调试：选择合适规格的同轴喷头，将内针连接装有PVA/Alg墨水的注射器，外针连接装有CaCl₂溶液的注射器。调整内针尖端伸出外针端面的距离（通常0.5-1.0mm），确保内外流道同轴对齐。

2.打印参数设置：设置打印速度。内外流速比需根据管壁厚度需求进行匹配调节。

3.同轴打印过程：启动打印机，喷头移动至起始位置，同时启动内针墨水挤出与外针交联液挤出。喷头按预设路径运动，连续挤出形成中空管状结构。

4.后交联与强化处理：将打印完成的血管支架至CaCl₂溶液中继续浸泡交联20-30分钟，确保交联完全。随后将支架进行1-2次冷冻-解冻循环（-20℃冷冻12小时，室温解冻2小时），以强化PVA的物理交联网络，进一步提高支架的力学性能和结构稳定性。

项目完成所需时间： 6–7小时（不含冷冻-解冻的等待时间，可跨日安排；或利用提前制备的预交联样品进行即时表征）