植入封堵装置是治疗结构性心脏病的有效方法。但目前大多数商用封堵装置均由不可降解的镍钛合金制成，易导致金属离子过敏、腐蚀、糜烂等并发症。因此研发出可降解、生物相容性好且展开可控的心脏封堵器是目前亟需解决问题。
针对以上问题，哈尔滨工业大学冷劲松教授课题组将可编程的形状记忆聚合物与3D打印技术相结合，设计并制备了可个性化定制、可生物降解及远程驱动控制的形状记忆聚合物封堵器，有望成为金属封堵器的潜在替代装置。该研究成果以题为“4D-PrintedBiodegradableandRemotelyControllableShapeMemoryOcclusionDevices”发表在《AdvancedFunctionalMaterials》上。
该团队以房间隔缺损（ASD）封堵器为例，设计了可编程的形状记忆ASD封堵器。封堵器包含框架式支撑结构和阻流膜，引入磁性纳米颗粒实现结构的远程可控展开；优化设计框架几何参数以实现结构的高收纳比和优良的力学性能；通过模拟人体载荷工况，评估了封堵器的承载能力；体外细胞培养及体内植入实验表明封堵器具有良好的生物相容性，利于细胞粘附及新生组织向封堵器内生长，有助于快速内皮化；HE染色结果显示植入两周后可见降解颗粒（图2），验证了封堵器的可降解性；可行性验证表明封堵器可快速、完全的实现编程回复及封堵过程（图3）。
图1 （a）ASD及封堵器植入过程示意图；（b）封堵器设计图；（c）4D打印形状记忆封堵器
图2 封堵器植入过程；（b）植入后封堵器及周围粘附组织；（c）植入后不同时间封堵器周围组织HE染色图
图4 4D打印形状记忆聚合物封堵器（a）在外加磁场下的编程回复；（b）功能验证
该工作以ASD封堵器为例，其他类型的封堵装置也可以类似的方式设计和制造。综上，4D打印形状记忆聚合物封堵器有望成为金属封堵器的替代品，该项工作为其进一步的发展奠定了基础。
论文的第一作者为哈尔滨工业大学博士生林程，共同通讯作者为哈尔滨工业大学冷劲松教授和刘立武教授。此项研究得到了哈尔滨医院的富路老师、李元十老师及博士生吕金鑫的大力支持。同时得到了国家自然科学基金委等资金的资助。
冷劲松教授团队长期从事形状记忆聚合物（MatSciEngC-Mater,97,；中国科学:技术科学,.48(08):第-页）及4D打印主动可控智能器件的生物应用（中国科学:技术科学,.49(01):第13-25页；中国科学:技术科学,.48(01):第2-16页），包括4D打印组织骨支架、气管支架材料（CompositesPartA,,；AcsApplMaterInter,9,）、结构设计与力学分析（ComposSciTechnol,），以及功能化（Carbon,,77，ACSApplMaterInterfaces,11,）。
中国生物技术网诚邀生物领域科学家在我们的平台上，发表和介绍国内外原创的科研成果。
注：国内为原创研究成果或评论、综述，国际为在线发表一个月内的最新成果或综述，字数字以上，并请提供至少一张图片。投稿者，请将文章发送至weixin
im.ac.cn。近期热文
直接点击文字即可浏览！
1、补牙或将成为历史？
2、科学你慢慢学，中医我先治病去了
3、科学告诉你应该多久洗一次澡
4、新证据：喝咖啡能延长寿命！
5、据说，这是生物医学硕士博士生的真实的生活写照6、一顿早餐到底有多重要？7、情商也是把双刃剑！高情商或让你更脆弱8、施一公：压死骆驼的最后一根稻草，是鼓励科学家创业！9、“科学禁食法”真能降低重大疾病风险10、睡眠科学家揭示出8种睡好觉的秘诀
11、有志者事竟成！2型糖尿病成功被逆转
12、每周两半小时，任何形式的锻炼都可以使你更长寿
13、喝醉以后，你以为睡一觉就没事儿了？！
14、仰卧起坐等或将成为延寿运动？
15、冥想、瑜伽、太极等不仅能够改善身心健康...