当前，骨组织工程领域在利用微创手术治疗不规则骨缺损时，面临可打印的形状记忆材料及功能性生物医学支架的缺乏。这些支架需要具备高形状恢复能力，并与人体骨骼的核心属性相匹配。澳大利亚新南威尔士大学李晓鹏副教授团队开发了一种基于聚己内酯和热塑性聚氨酯的热响应生物相容性形状记忆长丝，适配材料挤出3D打印技术，成功制备出具有可调控架构、力学性能和形状记忆行为的新型生物活性智能支架。此外，团队通过聚多巴胺涂层对支架进行功能化处理，提升了其亲水性与细胞相容性，同时未损害其机械性能与形状记忆功能。相关研究成果以“Material extrusion 3D printing of bioactive smart scaffolds for bone tissue engineering”为题，发表于《Additive Manufacturing》。

**研究要点**

1. **材料设计与制备**：开发了由70%热塑性聚氨酯与30%聚己内酯组成的生物相容性形状记忆长丝，通过双螺杆挤出机混合，并利用桌面挤出机制备成直径为1.75毫米、适用于FDM打印的长丝。

2. **打印工艺优化**：系统评估了打印参数（如喷嘴温度与挤出倍数），确定210℃喷嘴温度与1.0挤出倍数为最优条件，实现了不同孔隙结构（矩形、三角形、螺旋形）和填充密度（20%–50%）支架的精准成型。

3. **性能表征与机制研究**：通过压缩测试与热机械循环实验验证了支架的力学性能与形状记忆效应。结果显示，50%填充密度的螺旋形支架在52℃下形状恢复率可达98%，并揭示了结构设计对形状恢复效率的调控机制。

4. **功能化改性与生物相容性验证**：利用聚多巴胺涂层提升支架亲水性，细胞实验表明经PDA处理后，MG-63细胞增殖率显著提高，且涂层未损害支架的形状记忆性能，证实其在骨组织工程中具有良好的应用潜力。