不同于传统的逐层式打印方式，体积增材制造（Volumetric Additive Manufacturing，VAM）可以通过旋转投影动态变化的光图案从而实现三维物体的快速光聚合。然而，（生物）墨水的缺乏是限制VAM在生物医学领域应用的瓶颈问题。

  为解决上述瓶颈，哈佛医学院Y. Shrike Zhang教授团队开发了未改性的纯丝蛋白（包括丝胶蛋白（silk sericin，SS）和丝素蛋白（silk fibroin，SF））（生物）墨水用于VAM（生物）打印。通过后处理的方法，VAM打印的SS结构展示了可逆的且可重复的收缩、膨胀或形状记忆的特性；而VAM打印的SF结构则表现出可大范围调控的机械性能特性，机械强度范围可从几百Pa调控至几百MPa。这两种纯丝蛋白（生物）墨水都展现了良好的细胞相容性。这项研究工作扩展了VAM的（生物）墨水库，进一步拓宽了其生物医学应用范围。

SS和SF（生物）墨水在低浓度下展现优异的VAM打印性能

图2 SS和SF（生物）墨水VAM打印性测试

VAM打印SS结构的分辨率可达50 μm

图3 VAM打印SS和SF结构的分辨率测试

VAM打印的SS和SF结构表现出可调控的机械性能特性

图4 VAM打印SS和SF结构的理化性能表征

SS和SF生物墨水都具展现了良好的细胞相容性

图5 VAM生物打印SS和SF细胞兼容性测试

VAM生物打印SF骨螺钉概念应用

图6 VAM生物打印SF骨螺钉应用展示

  总结：研究人员成功开发了天然、未改性的SS和SF（生物）墨水用于VAM（生物）3D打印，这两种（生物）墨水在低浓度（2.5%）下都展现出能够打印复杂结构的优异打印性能。其中，SS打印物的收缩和再膨胀特性是可逆的，表明其在形状记忆材料、4D印刷、软机器人和药物输送等领域的应用具有一定的潜力。通过进一步的后处理引发双交联网络结构，VAM打印的SF无细胞结构的压缩模量可从几百Pa调控至约250 MPa。更重要的是，SS和SF均表现出了良好的细胞相容性。这项工作丰富了VAM的（生物）墨水库。

  原文地址：https://www.nature.com/articles/s41467-023-35807-7

谢茂彬 教授简介

  谢茂彬，博士，博士生导师，广州医科大学生物医学工程学院教授，广东省“珠江人才计划”青年拔尖人才。2016年博士毕业于香港理工大学，2019-2021年美国哈佛大学医学院博士后。长期从事3D生物打印和生物材料领域研究。发表学术论文33篇，其中以第一/通讯作者身份在Science Translational Medicine、Nature Communications、STAR Protocols、Advanced Functional Materials、Biomaterials等期刊发表学术论文30余篇。申请发明专利15件，其中PCT专利2件，已授权6件。目前是中国生物医学工程学会会员、广东省生物医学工程学会生物医用材料与临床应用分会委员。同时担任Advanced Science、ACS Nano、Small、Applied Materials Today、Nanoscale等国际著名学术期刊审稿人。