哈尔滨工业大学冷劲松院士团队与哈尔滨医科大学附属第二医院原慧萍教授团队合作通过在形状记忆聚氨酯基体中引入金纳米颗粒,制备了一种具有良好机械性能、生物相容性和光驱动形状记忆性能的多功能AuNPs/PU (AP) 复合材料。在520nm波长的光照下,该复合材料显示出快速稳定的光热效应,并在30秒内可以从临时形状恢复到原始形状。与此同时,促进形状回复的光热效应还可以实现局部和可控的乳腺肿瘤消融。和AP共培养的乳腺癌细胞在光照射150 s后有54.8%死于早期凋亡,28.4%的癌细胞死于晚期凋亡。表明AP复合材料可以通过光热效应在实现形状回复的同时,有效地实现可控肿瘤消融,用于癌症的热疗。通过研究的AP熔体的流变性能,优化打印参数,从而以方便、清洁和安全的直书写打印技术制造出一系列光驱动4D打印结构。以4D打印软组织支架为例,在光刺激下可以从便于植入的临时形状扩展到所需定制的永久形状。AuNPs的加入使4D打印结构具有远距离可控的自主形状恢复特性,而且同时为肿瘤热疗提供了一种方案·。本工作将光驱动形状记忆复合材料与4D打印结合,为开发个性化的、微创治疗的光热治疗结构提供了思路。该成果在ACS Applied Materials & Interfaces上发表了题为Programmable 4D Printing of Photoactive Shape Memory Composite Structures的研究论文。