由于异物反应造成的植入失败带来每年超过100亿美元的损失。三维打印作为增材制造技术之一，是精确设计生物材料形貌、从而调节植入物异物反应的优良工具。然而，即使是对于最主流的“挤出打印”技术而言，真正“可打印”的生物材料极为有限。可惜的是，天然多糖具有与生俱来且丰富的免疫调节活性，却是通常被认为“不可打印”的材料，往往需要与其它材料共混或者进行化学修饰来实现三维打印，但这无疑会为体内活性的研究引入额外变量，并且加大了材料均一性的控制难度。那么，是否有办法可以使天然多糖材料以其原本的结构进行打印加工，使这类材料的免疫调节潜力可以真实、自然、充分地利用？ 

  澳门大学王春明教授团队，联合南京大学董磊教授和解放军总医院孙晓艳教授，开发了一种非溶剂淬火（NSQ）的打印技术，破解了这一难题，使得多种多糖材料在无须化学修饰的情况下可以成功打印，且保持数月之久的稳定性。他们首先从理论分析多糖为何“不可打印”。对于挤出打印技术，挤出形成的微丝（filament）是构成三维结构的基本单位，而多糖溶液在形成微丝时，由于缺乏足够的分子间结合力来维持强度，导致微丝沉积在接收平台后，还来不及进行后续的交联固化，就在重力的作用下发生了塌陷，无法进行高度的堆积。目前的手段，也都着力于解决微丝“内部”强度不够，或者液态-胶态转变（sol-gel transition）慢的问题。

图1. 儿时观察的“铸铁淬火”，启发了作者“多糖锁水”这一全新的三维打印技术

图2. 微丝径向微观结构的变化证实“由外向内”淬火的发生

  微丝质量的提升是否最终能反应在打印结构上呢？研究者以经典的栅格结构作为打印模型，发现五种天然多糖材料的形状保真度均得到显著提升。并且在这一过程中，他们还发现NSQ还具有以下特点：第一，带来了更广的打印窗口，多糖即使在较低浓度下也能完成打印；第二，支架在非溶剂中能够长时间地存放，因此增加了NSQ支架在商业以及临床应用中的潜力（图3）。 

图3. 不同天然多糖传统打印以及NSQ打印效果对比；圆环结构表明支架能长期存放于非溶剂环境

图4. NSQ-1.5以及NSQ-2.5的RNA测序结果

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202203236