Nature 子刊：新型类器官打印技术实现大尺寸组织构建

瑞士洛桑联邦理工学院Matthias P． Lutolf课题组近期在Nature Materials发表“Recapitulating macro－scale tissue self－organization through organoidbioprinting”（该组刚发了一篇肠道类器官构建的Nature）。介绍了一种新型类器官打印技术方法，该方法结合了类器官制造技术和生物3D打印技术的优势，并成功构建了高度仿生的厘米尺度的组织，包括管状结构，分支血管和管状小肠上皮体内样隐窝和绒毛域等，为药物发现和再生医学研究提供了新的技术手段。

研究者创新性的提出了BATE打印技术（termed bioprinting－assisted tissue emergence），使用干细胞和类器官作为自发的自组织构建单元，这些构建单元可以在空间上排列以形成相互连接且不断进化的细胞结构。

令人叹服的是研究者逆天的动手能力：将一个微挤出系统和显微镜（自带三维运动台）相结合，构建了一个自带显微图像实时观察的打印系统，并脑洞打开的提出了未来可基于自动显微镜实现时空结合的生物3D打印，即打印第一种组织，并培养发育出一定的功能和形态后，再基于显微成像，放回打印机在第一种组织周边打印第二种组织，在空间和时间上都精准控制组织的发育。

Nature子刊：Facebook开发3D打印虚拟现实手套

Facebook虚拟现实实验室团队宣布开发出3D打印的虚拟现实（VR）手套。这套设备是与康奈尔大学的研究人员一起开发的，具有柔软的气动执行器，可以 ＂测量局部力 ＂并为用户提供 ＂触觉反馈＂。研究人员的研究结果在他们发表在《自然－通讯》杂志上的题为 ＂3D printable tough silicone double networks＂的论文中进行了详细介绍。该报告由Thomas J． Wallin、Leif－Erik Simonsen、Wenyang Pan、Kaiyang Wang、Emmanuel Giannelis、Robert F． Shepherd和Yi?it Mengü?共同撰写。

为了创建他们的新材料，研究人员使用了一种硫醇烯有机硅配方作为基础，因为它具有低粘度、快速凝胶化和高反应转化的品质。相比之下，DN中的次要聚合物需要形成自己独特的网络，因此团队使用了Mold Max系列树脂，因为它们固有的韧性和刚性。

两阶段的组合过程中，橡胶依次形成了光固化的硫醇烯有机硅和机械坚固的冷凝固化有机硅。随后的红外光谱测试表明，两个网络的相对质量分数可以调整树脂的打印性和机械性能。

利用四种不同的锡基橡胶材料，该团队随后尝试改变其DN中的基础材料，以调整其机械特性。

《Nature》：实现“不可能”！3D打印微型二氧化硅气凝胶

近日，瑞士联邦材料实验室的赵善宇研究员、Wim J． Malfait研究员合作利用3D打印技术将二氧化硅气凝胶颗粒与二氧化硅溶胶结合，首次成功制备出微型二氧化硅气凝胶。该气凝胶只含二氧化硅，且比表面积高达751 m2／g，热导率仅为15．9 mW／（m·K）。该研究以题为“Additive manufacturing of silica aerogels”发表在《Nature》上。

二氧化硅气凝胶具有极低的热导率和其独特的开孔结构，在隔热、催化、物理、环境修复、光学设备和超高速粒子捕获等方面有着广泛的应用。它的一个主要缺点是较脆。虽然在一些体积较大的应用如建筑隔热设计方面，可以利用纤维增强或者胶黏剂的方法解决较脆的问题。但是，在制备小型二氧化硅气凝胶时仍然受到限制。增材制造为小型化提供了思路，但一直被认为不适用于制备二氧化硅气凝胶。

Nature子刊：近红外光交联水凝胶用于活体生物3D打印

来自意大利帕多瓦大学的Nicola Elvassore团队在Nature Biomedical engineering上发表题为“Intravital three－dimensional bioprinting”文章，提出了一种活体生物3D打印方法。他们开发的光敏水凝胶HCC通过生物正交双光子环加成法，可以在大于850nm的波长下交联，可实现在活小鼠的组织内制造复杂组织结构。

该研究证实了近红外光激发下进行活体生物3D打印的可行性。这种活体3D生物打印不会对生物组织造成伤害且具有非常高的组织穿透能力，可以利用常用的多光子显微镜对生物打印结构进行精确定位和定位，使活鼠组织内部的复杂结构得以制造，包括真皮、骨骼肌和大脑。

Nature子刊：金属3D打印催化剂／反应器一体化系统

2020年8月17日，《nature communications》杂志上发表了一篇论文“Metal 3D printing technology for functional integration of catalytic system”，研究了金属3D打印产品本身可以同时作为化学反应器和催化剂（称为自催化）。Fe－SCR和Co－SCR成功地催化了Fischer－Tropsch合成的液体燃料和CO2加氢；Ni－SCR通过CO2重整CH4有效地生产合成气（CO／H2）。此外，Co－SCR的几何研究表明，金属3D打印本身可以建立多种控制功能来调整催化产物的分布。本项研究提供了一种简单、低成本的制造方法，实现了催化剂和反应器的功能集成，将促进化学合成和3D打印技术的发展。

催化剂和反应器是传统催化系统的两个基本要素。催化剂可以改变反应途径，提高反应效率，或选择性地生产目标化学品。反应器具有为各种催化反应提供适宜环境的重要功能。虽然这两个基本要素已经发展了这么多年，但它们的研究重点却截然不同。催化剂的研究主要集中在制备方法、反应机理、结构表征、催化剂性能等方面。而反应器的研究则主要集中在更新反应器类型和功能、提高传热传质、降低压降等方面。到目前为止，催化剂和反应器的研究仍然是两个不同的方向，很少有研究成功地将催化剂和反应器进行功能集成，从而有效地控制化学反应。因此，在未来的催化体系中，亟需发展它们的功能集成和协同作用，以实现优异的化学合成。

Nature Communications：利用三维立体光刻技术构建具有非均质微机械环境的三维生物支架

美国科罗拉多大学机械工程系Xiaobo Yin教授团队在Nature Communications上发表了题为Orthogonal programming of heterogeneous micro－mechano－environmentsand geometries in three－dimensional bio－stereolithography的研究论文。该论文通过应用三维立体光刻技术（DLP打印技术）对水凝胶材料进行具有机械异质性三维支架的打印研究，成功构建了具有不同刚度的水凝胶支架，为体外机械异质三维组织的制造开辟了新的途径。

在DLP打印技术中，水凝胶材料在光源的照射下进行交联，从而形成具有一定形状的凝胶结构，其中曝光剂量（曝光强度和曝光时间）是非常重要的工艺参数，它直接影响了水凝胶的交联密度和每层固化厚度，大剂量的曝光（过大的曝光强度或者过长的曝光时间）在提高水凝胶交联密度的同时，也会大大增加固化厚度使得打印精度十分低下。而在光照交联的过程中，氧气（O2）的存在会形成氧抑制区域，影响最后的打印结果。但在该研究中，他们发现控制一定程度的氧抑制层的存在，可以使得每层的固化厚度对曝光剂量不敏感，但是却可以很好地调节局部的交联密度，从而来构建局部不同的机械刚度。