伍硕中，汤晓燕，云忠，陈轲

1.中南大学轻合金研究院，湖南长沙410083；2.中南大学机电工程学院，湖南长沙410083

前言

水凝胶由交联的亲水性聚合物组成，具有三维网络结构以及优异的吸水性能［1］，由于水凝胶较低的细胞毒性、良好的生物相容性，使其在软骨移植［2-4］、伤口敷料［5-6］、人造器官［7］、细胞生长支架［8-10］等组织工程领域发挥着重要作用。因此水凝胶已成为生物墨水的重要材料。

聚乙烯醇（PVA）是一种常见的生物高分子材料，可通过物理或化学交联的方法制备成水凝胶［11］。PVA 具有出色的可加工性［12］、可调的扩散特性［13-14］以及优异的力学性能［15-17］，在要求高应变的应用场合下具有突出优势。目前传统的水凝胶模具成型工艺存在复杂结构成型困难、定制成本昂贵以及工艺周期长等问题，而3D打印技术具有定制简单、成本低等诸多优势［18］，为水凝胶的成型工艺提供了新的思路。然而利用3D 打印技术完成PVA 水凝胶的三维结构成型仍然面临挑战，特别是成型尺寸的精确性。

为改善PVA溶液常温下凝固缓慢而不能满足3D挤出打印要求，可添加温敏特性材料，制备复合水凝胶进行改性。卡拉胶（CRG）是一类在生物医学领域广泛应用的天然多糖［19-20］，CRG 溶液在温度降至40 ℃以下时就能固化成热可逆的水凝胶。因此，采用CRG 作为辅助固化材料，与PVA 按比例混合得到具有常温固化能力的CRG/PVA复合水凝胶。

本研究根据CRG/PVA复合水凝胶的特性设计了水凝胶3D 打印系统，在此基础上开展了PVA 复合水凝胶的挤出打印工艺研究。……